ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПЕРЕХОДНУЮ ТЕМПЕРАТУРУ НУЛЕВОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ

6.3.12.1.

ВЛИЯНИЕ ОСТРОГО НАДРЕЗА

На рис. 6.41 пунктиром показа­ны линии температурной зависимо­сти предела текучести a-b, сопро­тивления отрыву d-e, сопротивле­ния отрыву после пластической деформации с-f и конечной проч­ности при вязком разрушении f-g для случая одноосного растяжения (л = 1), которые просто перенесены с рис. 6.40.

Жирными сплошными кривы­ми (a1-b1), (c1-f1) и (f1-g1) показа­ны те же линии, но для металла вблизи корня острого надреза при жесткости напряженного состоя­ния л = ст1/сті = 2,5. Так как по оси ординат отложено наибольшее

главное напряжение ст1, горизонтальная прямая d-e для 5отр при учете жесткости л осталась на месте. Но ординаты кривых a-b и f-g увеличились в л раз, так как они вычисляются в интенсивно­стях напряжений ст, а ось ординат графика определяется форму­лой ст1 = стг • л.

Из рис. 6.41 видно, что в результате учета жесткости л = 2,5, переходные температуры Тнп0 и Тм0 перемещаются в положение - Тнп1 и Тм1. Этот сдвиг переходных температур превышает 100°.

Переходная температура Тнп вычисляется по формуле (6.107):

При построении кривых рис. 6.40 и 6.41 были использованы сле­дующие значения параметров механических свойств материала:

ст0= 16 кГ/мм2; АТ =155 кГ/мм2;

BT = 9,9-10-3 K1; Ботр = 84 кГ/мм2.

Значение переходной температуры при одноосном растяжении вычислим, подставив в формулу (6.107) эти значения постоянных и Л = 1: ґ s

Тнп0 =----- 1—-• lnL Л55,„ 1 = 83,2К = -189,8°C.

нп0 9,9-10-3 ^ 84/1 -16) ’ ’

У корня острого надреза при жесткости напряженного состоя­ния л = 2,5 переходная температура нулевой пластичности возрас­тает до Тнп1, показанной на рисунке:

Таким образом, острый надрез привел к сдвигу переходной тем­пературы нулевой пластичности на АТнп01 = 219,7 - 83,2 = +136,5 К.

6.3.12.2. ВЛИЯНИЕ СТАРЕНИЯ

Теперь добавим влияние старения околошовной зоны при свар­ке. Это обязательно нужно сделать, если вероятное место зарожде­ния разрушения находится в сварном шве или в околошовной зоне. Старение повышает температурно-независимую часть предела те­кучести ст0 на Аст. Следовательно, чтобы учесть старение, в формуле

(6.107) нужно ст0 заменить на ст0 + Аст. Тогда она примет вид

(6.109)

Вычислим, насколько сдвинется Тнп при повышении предела текучести за счет старения на Аст = 10 кГ/мм2. При одноосном рас­тяжении

Тнп2 =------ 1—г• lnL, , 15Л _,1 = 99,3К = -173,7°C.

нп2 9,9 10-3 ^ 84/1 - (16 +10))

В результате сдвиг переходной температуры от старения со­ставил

АТнп02 = Тнп2 — Тнп0 = 99,3 — 83,2 = +16,1 К.

На рис. 6.41 видно, что при одноосном растяжении переход­ная температура изменилась на АТнп02 (показано на верхнем крае рисунка) с Тнп0 на Тнп2.

Далее оценим такой же сдвиг переходной температуры от ста­рения на те же Аст = 10 кГ/мм2, но для металла, находящегося у острого надреза при л = 2,5:

Т“> = ^ -1П (84/2.5-06 + 10) ) = 304'6К = +31'6”&

Переходная температура нулевой пластичности стала выше комнатной!

В присутствии острого надреза только старение повысило пе­реходную температуру на АТнп13:

АТнп13 = Тнп3 - Тнп1 = 304,6 - 219,7 = +84,9 К.

Оказалось, что в присутствии острого надреза старение повы­шает Тнп в 84/16 * 5 раз больше, чем при линейном растяжении, когда надреза нет!

Такова характерная особенность влияния неблагоприятных фак­торов на переходные температуры при хрупком разрушении сталей. Влияние неблагоприятных факторов, перечисленных в табл. 1.3, не аддитивно: практически каждый из этих факторов усиливает влия­ние другого, являющегося одной из причин аварии. Именно поэто­му был сделан вывод о том, что ни один из перечисленных в табл. 1.3 неблагоприятных факторов, действуя в отдельности, не может вы­звать аварии. Аварии появляются только при совместном действии двух и более факторов, как это следует из табл. 1.4.

.