Разрушение металлов. Типы разрушения.

Делались неоднократные попытки связать свойства металла с его кристаллической структурой, а свойства кристалла с его атомной структурой. Образовались различные направления по изучению свойств материалов и условий их разрушения.

1. Механика деформируемых тел – исходят из представлений о сплошной непрерывной среде (теория упругости, пластичности – математические теории).
2. Физика твердого тела – исходят из атомной структуры металла и ее нарушений (на основе теории дислокаций и вакансий)
3. Металловедение – учет структуры и ее изменений.

Эти подходы не являются взаимопротиворечивыми, как это предполагалось в дискуссиях ученых, хотя разрыв между различными направлениями в области свойства материалов еще очень велики.

Сейчас твердо установлено, что характеристики материалов, связанные с разрушениями не являются константами материала, а зависят от условий нагружения (среда, форма и размеры образцов и др.).

Для обеспечения природы прочности и механизма разрушения необходимо глубокое изучение тонкой структуры металлов. Трудность – невозможность непосредственного наблюдения явлений и процессов, происходящих в металле при разрушении.

Поэтому были попытки оценить свойства металлов теоретическим путем.

В 1926 г. Я. Френкель на основании принятых допущений оценил теоретическую прочность металлов

τ_max(W) = 2400 кг/мм²

τ_max (Fe) = 1350 кг/мм²

 Реальная же прочность составляет:

т.е. во много раз меньше.

В 1929 году Делингер выдвинул гипотезу, объясняющую такое расхождение наличием несовершенств кристаллического строения. Создана теория дислокаций, исходящая из представления, что структура металлов неоднородна и процесс сдвига (разрушения) начинается в разных местах одновременно.

Дислокации. Источник дислокаций Франка–Рида. Количество дислокаций в отожженном металле составляет 10⁸ на 1 см² ,  после пластической деформации – 10¹²  на 1 см².

Таким образом, одной из основных целей исследований процесса разрушения – объяснить механизм разрушения с тем, чтобы им управлять.

В металлах можно выделяют пять различных типов разрушения:

1. пластическое;
2. хрупкое;
3. адиабатический сдвиг;
4. разрушение при ползучести;
5. усталостное разрушение.

Поделитесь этим материалом: