1079 МПа. После второго этапа (старения) под влиянием дис­

Структурные особенности мартенситно-стареющих сталей: высо­ кая плотность дислокаций р = 1012 см"1 при равномерном их рас­ пределении в виде сеток. Такая форма распределения дислокаций способствует очень равномерному выделению дисперсных фаз. Размер мозаичных блоков (2504-350) 10"8 см.

В табл. 8.2 приведены механические свойства некоторых мартен­ ситно-стареющих сталей в двух состояниях: после закалки и после закалки с последующим старением. В табл. 8.3 приведены механи­ ческие свойства стали марки 18НК8М5Т после старения при разных

нения могут быть охарактеризованы как структурные. В настоящем параграфе речь идет о совершенно другом способе упрочнения — за счет создания особого вида гетерогенной структуры в виде компо­ зиционных материалов (композитов). Композит — это металлический или полимерный материал, армированный монокристаллическими волокнами.

Идея создания композита — это стремление использовать очень высокую, приближающуюся к теоретической, прочность нитевид­ ных кристаллов (9810—10 620 МПа). Так как размеры нитевидных кристаллов малы (диаметр от 1 до 10 мкм), практическое осуществле­ ние идеи сводится к тому, чтобы заставить сопротивляться нагрузке одновременно много волокон, что и достигается путем армирования.

Прочная составляющая композита (арматура) представляет собой непрерывные или дискретные отрезки (длиной / < 10 мм) волокон нитевидных кристаллов, которые обеспечивают высокую механичес­ кую прочность; металлическая или полимерная матрица связывает во­ локна в жесткий конгломерат, выполняя одновременно роль гаси­ теля трещин.

Особенности поведения композита при растяжении (волокна ориентированы в направлении действия нагрузки — композит одно­ направленный) заключаются в следующем [56]. В начальной стадии растяжения волокна и матрица деформируются упруго, но так как модуль упругости нитевидного кристалла Ef больше модуля упру­ гости матрицы Ет , то волокна ограничивают деформацию окружа­ ющей матрицы. Из-за разности модулей и вследствие этого концен­ трации напряжений у концов отрезка волокон поле упругих деформа­ ций матрицы неоднородно. Растягивающие деформации в матрице передаются на волокна касательными напряжениями на поверх­ ности раздела волокна с матрицей.

[56]. Последнее подчеркивается, так как при попадании волокон

вкомпозит прочность их заметно снижается.

Вкачестве матрицы применяют металлы: никель, алюминий, медь, серебро и др., а также полимерные материалы, например эпоксидную смолу.

Прочность композита [37, 48]. Большое влияние на прочность композита оказывает объемная доля волокон в нем. На рис. 8.8 при­ ведены кривые деформирования чистого серебра (кривая 1) и сере­ бра, армированного кристаллами сапфира при различном их объем­

отражает упругое поведение волокна и пластическую деформацию матрицы; III — начинается последовательный разрыв части воло­ кон, заканчивающийся полным разрушением композиции при деформации е = 0,64 %. Кривая на этапе III отчетливо выявляет прогрессирующее разрушение волокон. Соотношение стадий на кривой деформирования зависит от остаточных напряжений, воз­ никающих вследствие различия коэффициентов линейного расши­ рения алюминия (а, А1) и бора (аш). Так как at А1 > а ш, в волокнах возникают напряжения сжатия, а в матрице — растяжения.

Имеются наблюдения, что трещина, образовавшаяся в резуль­ тате разрыва хрупкого волокна, тормозится в пластичной матрице. Если разрывается несколько волокон, то при статической нагрузке разрыв, как правило, совершается на разных уровнях и образо­ вавшиеся трещины, не находясь в одной плоскости, не могут слиться.

Для традиционных материалов высокая удельная прочность, оцениваемая отношением а„/р [141], недостижима.

26.Джонсон Г. Влияние среды на разрушение высокопрочных материалов. —

Вки.: Разрушение. В 7-ми т. Пер. с англ. Т. 3. М.: Мир, 1976, с. 729—776.

27Дюрелли А., Паркс В., Фенч Н. Напряжения вокруг эллиптического отверстия в пластине конечных размеров, подверженной действию осевой на­

503.(Часть физическая).

34.Качанов Л. М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974. 311 с.

35.Качанов Л. М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. 420 е.

36.Козлов Р. А. Методика определения водородной хрупкости наплавлен­ ного металла. — В кн.: Сварка. Л.: Судпромгиз, 1960, № 3, с. 73—81.

37.Конторова Т. А., Френкель Я. И. Статистическая теория хрупкой проч­ ности реальных кристаллов. — Журн. техн. физики, 1941, т. 11, вып. 3, с. 173— 183.

38.Копецкий Ч. В. Структура и свойства тугоплавких металлов. М.: Метал­ лургия, 1974. 205 с.

39.Коршунова Г. Д., Мороз Л. С. Особенности деформации и разрушения стали в условиях совместного действия растягивающей силы и крутящего мо­

мента. — Металлы, 1980, № 1, с. 179— 180.

40.Костюк А. Г. О деформации и разрушении кристаллического материала при сложной программе нагружения. — ГТМТФ, 1967, № 3, е. 67—73.

41.Коффин Л. Ф. Циклические деформации и усталость металлов. — В кн.:

Усталость и выносливость металлов. Пер. G англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1963,

с.257—272.

42.Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургия, 1976.

455 с.

43.Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряженных переменных во вре­ мени. М.: Машиностроение, 1977. 231 с.

44.Курдюмов Г. В. Явления закалки и отпуска стали. М.: Металлургиздат, 1960. 63 с.

45.Ларионов В. В. Кинетика напряжений и разрушение упрочняющихся материалов. — В кн.: Прочность при малом числе циклов нагружения. М.: Наука, 1969, с. 87—94.

46.Лафорс X. С., Моррисон Д. Определение параметра Jjc с помощью пред­ ложенных стандартных испытаний полукольцевых образцов. — Тр. Амер. о-ва инж.-мех. Пер. с англ. М.: Мир, 1978, № 3, с. 23—28. (Теор. основы инж. рас­ четов).

47.Лихачев В. А., Хайров Р. Ю. Введение в теорию дисклинаций. Л.: ЛГУ,

1975. 183 с.

48.Лукашев И. Д. Водород в сварных швах и борьба с ним. Л.: Судпромгиз, 1959. 114 с.

49.Макгауэн, Лю. Роль трехмерных эффектов при экспериментальном иссле­ довании роста усталостной трещины в условиях постоянства амплитуды. — Тр. Амер. о-ва инж.-мех. Пер. с англ. М.: Мир, 1980, т. 102, № 4, с. 27—33. (Теор. основы инж. расчетов).

50. Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение металлов. Пер.

сангл. М.: Мир, 1970. 443 с.

51.Малинин И. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Ма­ шиностроение, 1975. 399 с.

76. Пью С. Фрактография в связи о вязкостью разрушения и структурой. — В кн.: Вязкость разрушения высокопрочных материалов. Пер. с англ. М.: Метал­ лургия, 1973, с. 129— 136.

77.Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука. 1979. 694 с.

78.Работнов Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций. М.: Наука, 1966.

752 с.

79.Работнов Ю. Н. Сопротивление материалов. М.: Физматгиз, 1962. 455 с.

80.Разрушение твердых тел: Сб. статей. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1967.

497 с.

81.Райс Д. Математические методы в механике разрушения. — В кн.: Раз­

рушение. В 7-ми т. Пер. с англ. Т. 2. М.: Мир, 1975, с. 204—336.

82.Резников В. И., Сегал В. М. Экспериментальное исследование напря­ женно-деформированного состояния в шейке цилиндрического образца при растя­ жении. — В кн.: Проблемы прочности. Киев: Наукова думка, 1980, вып. 1, с. 78—82.

83.Романов А. Н. Поведение материалов при циклическом нагружении в связи G их статическими свойствами. — В кн.: Структурные факторы малоциклового

85.Рыбин В. В., Вергазов А. И., Соломко Ю. В. Закономерности внутризеренного разрушения металлов с ОЦК-решеткой. — Физика металлов и металло­ ведение, 1978, т. 46, вып. 3, с. 582—593.

86.Серенсен С. В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому раз­ рушению. М.: Атомиздат, 1975. 190 с.

87. Сизова Р. Н. Малоцикловая усталость конструкционных сплавов в связи с их пластичностью. — В кн.: Прочность при малом числе циклов нагружения. М.: Наука, 1969, с. 186— 193.

88.Слуцкий Е. Е. Таблицы для вычисления неполной Г-функции и функции вероятности х2. М.: АН СССР, 1950. 218 с.

89.Смяловский М., Шклярская-Смяловская 3. Новый метод исследования меха-? низма катодных процессов и его применение. — Изв. АН СССР, 1954, № 2, с. 226—

238.(Хим. науки).

90.Сокольская Л. И. Газы в легких металлах. М.: Металлургиздат, 1959,

180с.

91.Станюкович А. В. Хрупкость и пластичность жаропрочных материалов. М.: Металлургия, 1967. 199 с.

92. Станюкович А. В., Чижик А. А. Влияние концентраторов напряжений на деформационную способность некоторых жаропрочных сталей. — В кн.: Ме­ таллы в современных энергетических установках. Л.: Энергия, 1964, с. 11—22.

93.Термически активированные процессы в кристаллах: Сб. статен. Пер. с англ. М.: Мир, 1973, с. 5—20, 172—205. (Новости физики твердого тела).

94.Тетельман А. С., Эвили А. Дж. Мк. Разрушение высокопрочных мате­ риалов. — В кн.: Разрушение. В 7-ми т. Пер. с англ. Т. 6. М.: Металлургия, 1976,

с.144— 180.

95.Трощенко В. Т. Деформационные критерии усталостного разрушения металлов. — В кн.: Прочность материалов и конструкций (к 70-летию акад. АН УССР С. В. Серенсена). Киев: Наукова думка, 1975, с. 42—55.

96.Ужик Г. В. Сопротивление отрыву и прочность материалов. М. — Л.2 АН СССР, 1950. 255 с.

97.Улиг Г. Коррозионное растрескивание под напряжением. — В кн.: Раз­

рушение. В 7-ми т. Пер. с англ. Т. 3. М.: Мир, 1976, с. 692—725.

98.Улиг Г. Коррозия металлов. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1968. 306 с,

99.Утевский Л. М. Дифракционная электронная микроскопия в металло­

101.Форрест П. Усталость металлов. М.: Машиностроение, 1968. 352 с»

102.Фридель Ж. Дислокации, Пер, о англ, М,: Мир, 1967, 643 о.

103.Фридман Я. Б. Оценка опасности разрушения машиностроительных ма­ териалов. — В кн.: Теоретические основы конструирования машин. М.: Гостехиздат, 1957, с. 257—281.

104.Ханнанов Ш. X. Кинетика дислокаций и дисклинаций и образование фрагментированной структуры. — Физика металлов и металловедение, 1980, т. 49, вып. 4, с. 715—722.

105.Хилл Р. Математическая теория пластичности. Пер. с англ. М.: Гостехиздат, 1956. 407 с.

106.Хладноломкость стали и стальных конструкций: Сб. статей. Новосибирск: Наука, 1971. 230 с.

сангл. М.: Изд-во иностр. лит., 1957, с. 186—213.

108.Цейгер Е. Н., Чернецов В. И. К вопросу о водородной хрупкости а-ти- тановых сплавов. — В кн.: Некоторые вопросы прочности металлов. Межвузовский сборник. Л.: СЗПИ, 1975, с. 51—56.

109.Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 640 с.

ПО. Чечулин Б. Б. Масштабный фактор и статистическая природа прочности металлов. М.: Металлургия, 1963. 119 с.

111. Чечулин Б. Б., Бодунова М. Б. Особенности хладноломкости техни­ чески чистого титана. — Физика металлов и металловедение, 1963, т. 16, вып. 5,

6.693—699.

112.Чижик А. А. Напряженное состояние в плоских стержнях с наклонными

вых стержнях применительно к оценке несущей способности крепежных изделий

117.Шевандин Е. М., Разов И. А. Хладноломкость и предельная пластич­ ность в судостроении. Л.: Судостроение, 1965. 234 с.

118.Шнейдерович Р. М. Сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению. — Проблемы прочности, 1971, № 2, с. 21—24.

119..Шураков С. С. Влияние отдыха на прочность закаленной стали и ее склон­

ность к задержанному разрушению. — Физика металлов и металловедение, 1956,

т.2, вып. 1, с. 66—77.

120.Эль Хаддау М. Н., Смит К. Н., Топпер Т. X. Распространение коротких усталостных трещин. — Тр. Амер. о-ва инж.-мех. Пер. с англ. М.: Мир, 1979, т. 101, № 1, с. 43—47. (Теор. основы инж. расчетов).

121.Юрьев С. Ф.. Удельные объемы фаз в мартенситном превращении аусте­ нита. М.: Металлургиздат, 1950. 45 с.

122.Хеккель К. Техническое применение механики разрушения. Пер. о нем. М.: Металлургия, 1974. 63 с.

p.699—729.

125.Ansell G. S., Lenel F. W. Criteria for Yielding of Dispersion Strengtened aliens. — Acta Met., 1960, v. 8, N 9, p. 612—616.

126.Chen C. W., Machlin E. S. On the Mechanism of Intercrystaline Cracking (Letters to the Editor). — Acta Met., 1956, v. 4, p. 655—656.

127.Colble R. L. A Model for Boundary Diffusion Controlled creep in Polycry­

stalline Materials. — J. Appl. Phys., 1963, v. 34, p. 1679— 1682.

128. Embury I. D., Fisher R. M. The Structure and Properties of Drawn Searlite, — Acta Met., 1966, v, 14, p, 147— 159,