MECHANIZM ZNISZCZENIA METALI W WYSOKICH

TEMPERATURACH

1. W procesie zniszczenia stali budowlanych najczęściej mamy do

czynienia ze zniszczeniem krucho-ciągliwym z dominującym wpływem

jednego z tych rodzajów zniszczenia. Charakter zniszczenia nie jest więc

uzależniony wyłącznie od składu chemicznego, struktury oraz stopnia

czystości materiału ale od warunków zewnętrznych – temperatury, prędkości

odkształcenia i stanu naprężeń [Bednarek Z. – Studium wpływu

nieustalonych warunków termicznych na stosowane przy ocenie

bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji parametry wytrzymałościowe stali

budowlanych] [Bednarek Z. – Badanie wpływu naprężeń w zbrojeniu

rozciąganym na odporność ogniową elementów zginanych. „Inżynieria i

budownictwo”, nr 3/1993.] [Bednarek Z. – Wpływ warunków termicznych

na parametry wytrzymałościowe stali zbrojeniowej w czasie pożaru.

„Inżynieria i budownictwo”, nr 12/1993.].

Zniszczenie ciągliwe poprzedzone jest redukcją przekroju w wyniku dużych

odkształceń plastycznych. W procesie powstawania złomu ciągliwego

dominujące znaczenie przypisuje się naprężeniom stycznym w płaszczyźnie

poślizgu. Rozwój i rozprzestrzenianie pęknięć odbywa się w tym przypadku

stosunkowo wolno. Daje to szansę ratunku ludzi przebywających w budynku.

Zniszczenie kruche odbywa się pod działaniem naprężeń normalnych do

płaszczyzny i powierzchni rozdziału. Pękanie kruche ma charakter lawinowy i

przebiega z dużą prędkością, jest zatem szczególnie niebezpieczne. Zniszczenie

kruche podważa podstawowe założenie modelu obliczeniowego odporności

ogniowej uwzględniającego redystrybucję momentów zginających, że

zniszczenie następuje wyłącznie na skutek uplastycznienia przekrojów

konstrukcji.

W metalach proces zniszczenia jest nierozłącznie związany z odkształceniem

plastycznym, w czasie którego w materiale mogą zachodzić zjawiska

wpływające na zmianę mechanizmu złomu z ciągliwego na kruchy. Zniszczenie

w materiale może zachodzić w wyniku wzrostu mikroszczelin tworzących się

podczas odkształcenia plastycznego. Każdy złom kruchy jest poprzedzony

odkształceniem plastycznym.

Przy dużych prędkościach odkształcenia tworzą się warunki do

rozprzestrzeniania się pęknięć powodujących kruche zniszczenie. Zniszczenie

kruche w warunkach pełzania jest wynikiem osłabienia materiału na skutek

powstawania mikropęknięć na granicach ziaren.

Nie da się wyodrębnić i jednoznacznie określić wpływu poszczególnych

czynników zewnętrznych takich jak: temperatura, naprężenia, prędkość

odkształcenia na charakter zniszczenia. Nawet pojawienie się odkształceń

plastycznych nie zawsze jest zapowiedzią zniszczenia ciągliwego ; warunki

zewnętrzne mogą zmienić charakter zniszczenia z ciągliwego na kruchy.