ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ЦЕМЕНТИТНОЕ РАЗРУШЕНИЕ
В очень мелкозернистых сталях сопротивление пластической деформации может быть столь высоким, что до срабатывания механизма Коттрелла происходит разрушение цементитных пластинок. В этом случае размер зародышевой субмикротрещины определяется толщиной цементитной пластинки и не зависит от диаметра зерна феррита. Поэтому сопротивление хрупкому разрушению зависит от размеров цементитных пластинок, а не от диаметра зерна. Такое хрупкое разрушение названо «цементитным»[5]. Для обычных конструкционных сталей этот механизм не характерен.
|
Рис. 6.32 Испускание дислокаций из вершины субмикротрещины |
Таким образом, наиболее правдоподобным механизмом образования субмикротрещин в зернах феррита в конструкционных сталях является механизм Коттрелла: образование трещин на пересечении плоскостей скольжения. Он возможен при любых напряжениях, но раскрытие трещины требует массового движения дислокаций, что происходит только при напряжениях выше предела текучести. Длина образующейся трещины пропорциональна длине образующего ее линейного скопления дислокаций и диаметру зерна.
Оказывается, что такие трещины экспериментально не наблюдаемы.
Если все зерно, в котором образовалась субмикротрещина, нагружено до предела текучести, то огромная концентрация напряжений в вершине трещины, где «радиус кривизны» концентратора порядка половины межатомного расстояния, будет вызывать генерацию дислокаций из этой вершины, как это показано на рис. 6.32.
В результате за микросекунды такая трещина превратится в прямоугольную полость, которая не может распространяться, а при дальнейшей деформации — в пору, способствующую вязкому (а не хрупкому) разрушению. Кстати, этот механизм образования пор не был учтен в разделе, посвященном вязкому разрушению.
В очень мелкозернистых сталях с этим механизмом конкурирует образование субмикротрещины при разрушении тонкой це - ментитной пластинки, если ее пересекает и ломает полоса сдвига. В этом случае эффективная длина субмикротрещины оказывается равной толщине цементитной пластинки. Но чтобы цементит - ное разрушение определяло прочность металла, нужно очень мелкое зерно феррита.
