ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ДО МЕЖЗЕРЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ
|
(6.217) |
По обоим описанным механизмам образования дефектов на границах зерен интенсивность повреждений зависит от величины зернограничного проскальзывания АН. Поэтому наиболее обоснованным критерием образования разрушений этого типа была бы формула:
АН = АНС,
где АНс — критическая величина проскальзывания, при которой происходит разрушение границ. Она должна зависеть от структуры границы (плотности и величины ступенек) и примесей, которые выпали на границе (фосфор, мелкие карбиды, нитриды, суль-
фиды и т. п); Ah — накопленная в процессе эксплуатации величина проскальзывания.
Г. П. Карзов с сотрудниками предлагает7 следующую формулу для вычисления скорости зернограничного проскальзывания:
|
|
(6.218)
Как видно, эта формула повторяет формулу Чадека (6.215), но, чтобы сохранить правильную размерность, постоянная материала а1 здесь должна содержать в себе размер зерна d.
По времени внутризеренная пластическая деформация при ползучести разделяется на две стадии. На первой скорость деформации достаточно быстро затухает с ростом пластической деформации. Вероятно, эта стадия связана с релаксацией напряжений второго рода в наиболее нагруженных зернах, с пластической деформацией перегруженных зон у концентраторов и т. п. Она называется стадией неустановившейся ползучести. Скорость деформации описывается формулой вида:
|
|
(6.219)
где ac1, ac2, nc — параметры материала, описывающие его ползучесть. Они сильно зависят от температуры.
Формула (6.219) представляет собой дифференциальное уравнение и не годится для вычисления скорости пластической деформации.
При постоянной температуре и напряжениях частные производные можно заменить на полные. Разделив в этой формуле переменные є и t и проинтегрировав, получим:
|
|
откуда следует, что накопленная при неустановившейся (логарифмической) ползучести деформация составляет:
|
|
Скорость этой деформации можно определить, дифференцируя выражение (6.220) по времени:
|
(6.221) |
|
dt |
|
С ростом пластической деформации эта стадия достаточно быстро завершается. Затем наступает стадия установившейся ползучести, при которой скорость деформации постоянна и не зависит от времени или накопленной деформации. Эту стадию связывают с механизмами неконсервативного движения дислокаций, с их переползанием через препятствия. Скорость установившейся ползучести описывается формулой |
|
М2 dt |
|
(6.222) |
|
= a. |
|
cl ' |
|
Полная деформация ползучести является суммой этих двух процессов: |
|
д(е[) |
|
a |
|
с2 |
|
■a, c = a, |
|
(6.223) |
|
lc1 |
|
cl ' |
|
St ac t + - c - О,- acl |
|
■t + a, |
|
гс2 - Пс |
|
lc1 ' |
|
c2 |
|
Подставив выражение (6.223) в формулу (6.218), получим выражение для вычисления скорости АН: |
|
Qc Qi |
|
дАН dt |
|
gb |
|
nc - П1 |
|
1+- |
|
(6.224) |
|
= a, • a, |
|
exp |
|
cl ' |
|
k-T |
|
•t + a. |
|
lc1 ' |
|
c2 |
|
Интегрируя формулу (6.224) по времени, получим выражение, пригодное для вычисления левой части критерия межзеренного разрушения (6.217): |
|
Qc ~ Ql |
|
gb |
|
■аП n1 ■ exp |
|
АН = a1 ■ ac1 |
|
k ■ T |
|
*c2 |
|
c1 2 |
|
■аП ■t+1 |
|
■ ln |
|
t + " |
|
(6.225) |
|
*c1 |
|
которое содержит 7 параметров свойств материала, зависящих от температуры. Их экспериментальное определение достаточно трудоемко. Кроме того неясно, учитывает ли этот расчет залечивание образовавшихся пор в результате диффузии к ним внедренных атомов. Тем не менее формулу (6.225) можно использовать для качественной оценки влияния температуры, напряжений и времени на появление межзеренных трещин. |
