ЛЕКЦИЯ 5. Физико-химические процессы разрушения деталей машин

машин
2. Дефекты и повреждения, способствующие разрушению
3. Механизм и

виды разрушений

развивающийся в механически напряженном материале с момента приложения нагрузки любой

величины. Скорость процессов механического разрушения деталей зависит от структуры и свойства материала, геометрической формы и состояния поверхности, от напряжения, вызываемого нагрузкой и температурой.

2

металле трещин, приводящий к разделению его на части.
Кинетика развития трещины

состоит из четырех стадий:
- инкубационного периода,
- зарождения трещины,
- медленного роста;
- быстрого развития трещины.

3

на вязкое и хрупкое.
Вязким называется такое разрушение, которому предшествовала значительная

пластическая деформация. Если же деформация составляет менее I.. .2 %, разрушение считается хрупким.

4

и интеркристаллитное. При транскристаллитном разрушении трещина распространяется по телу зерна,

а при интеркристаллитном она проходит по границам зерен.

5

обычно являются дефекты. Дефекты могут быть внутренними или поверхностными, в

виде пор, шлаковых включений, горячих и холодных трещин, микротрещин, непроваров и т.п. С увеличением остроты и размеров дефектов склонность к хрупкому разрушению возрастает. Чем выше скорость деформации, тем больше склонность металла к хрупкому разрушению.

6

вместе с тем скорость распространения хрупкой трещины весьма велика (для

стали скорость роста трещины достигает 2500 м/с). Понижение температуры способствует переходу от вязкого разрушения к хрупкому. Это явление получило название хладоломкости.

7

велика, а сама трещина защемляется у своей вершины, что снижает

скорость разрушения.

8

с вышесказанным все изломы подразделяются на 2-е группы: хрупкие и

вязкие.
В зависимости от приложенных нагрузок изломы подразделяются на:
- динамические;
- усталостные;
- изломы от превышения предела прочности;
- изломы при изгибающих и скручивающих нагрузках.

9

удара.
К усталостным относятся изломы под действием переменных нагрузок в

области упругих деформаций.

10

а также наличием на поверхности излома отдельных, приходящих на больших

расстояниях линии нагрузки или уступов.
По направлению излома можно судить о том, какая перегрузка вызвала разрушение (растяжение, изгиб, кручение).

11

- деформации и трещин. Локальные дефекты материала, создавая местные напряжения,

становятся центрами разрушения.

12

связей под действием физических и тепловых полей;
- направленной диффузией вакансий

кристаллической решетки к трещинам (вакансии - узлы кристаллической решетки, в которых отсутствует атом или ион).

13

подразделяться на следующие виды:
- усталостное разрушение;
- терморастрескивание;
- образование трещин от

перенаклепа;
- разрушение при контактных нагрузках;
- водородное растрескивание;
- коррозия.

14

котором изделие выдерживает практически неограниченное число перемен усилий не разрушаясь.

Это напряжение Ок называется пределом выносливости или пределом усталости материала и является одним из критериев оценки сопротивления металла усталостному разрушению.

15

циклов напряжения, вызывающее разрушение в данных условиях работы объекта.
16

даже в таких материалах, как мягкие стали, которые высокопластичны при

статическом разрушении. Усталостные трещины обычно мелкие и их трудно обнаружить пока они не достигнут макроскопического размера, после чего они быстро распространяются и вызывают полное разрушение за короткий промежуток времени.

17

поверхности излома видны зона развития трещины с гладкой поверхностью и

зона поломки с шероховатой поверхностью.

Сопротивление деталей усталостному разрушению повышают конструкторскими и технологическими мероприятиями.

18

поверхности деталей, тем лучше они сопротивляются переменным нагрузкам. Наилучшей является

поверхность, полученная не резанием, а смятием микронеровностей при поверхностном пластическом деформировании.

19

циклическую прочность.
20

с терморастрескиванием является выбор материала. Чем выше термопроводимость материала, чем

меньше температурное расширение, чем пластичнее материал, тем меньше вероятность образования в нем трещин. Высокая точность обработки поверхностей - дополнительное средство борьбы с растрескиванием.

21

условиях трения качения, когда твердость поверхности не настолько низка, чтобы

произошла заметная пластическая деформация, и не настолько высока, чтобы предупредить микропластическую деформацию в пределах всей рабочей поверхности.

22

кристаллических зерен, имеющих, как правило, случайную ориентацию кристаллографических осей. В

зернах неблагоприятно ориентированных относительно статически приложенной силы, уже при очень малой ее величине происходит пластическое деформирование, структурно обнаруживаемое в виде полос скольжения, и возникают остаточные напряжения.

23

самопроизвольное разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися

на поверхности тела при его взаимодействии с внешней средой.

24

металл и методы воздействия на среду. К методам воздействия на

металл относятся: легирование металлов, обработка поверхностей, нанесение защитных покрытий. Методы воздействия на среду - электрохимическая защита, герметизация, осушка воздуха и создание искусственных сред. При применении одних и вторых методов защиты, а также метода рационального конструирования - они относятся к комбинированным методам защиты.

25

пятна, язвы, коррозионное растрескивание. Эти дефекты способствуют возникновению микротрещин и

усталостному разрушению. Поэтому защита металлов от коррозии также значительно повышает сопротивление деталей усталостному разрушению.

26