img076

elastycznego i mieszanego. Rodzaj :ego skłonności do pękania kruche-:ncie konstrukcyjnym, temperatury : zachodzi pękanie. Na powierzchni :ęknięcia ze wskazaniem przyczyn :v% odległości pomiędzy charakteru anymi liniami zmęczeniowymi, między prążkami zmęczeniowymi, wyznaczyć prędkość podkrytycz-obszaru zmęczeniowego pękania ar.: a. można określić zapas wytrzy-: nego elementu. Zatem, właściwie . mu uszkodzonego elementu może rh mających decydujący wpływ na alkami lakimi mogą być własności iki losowe.

zmęczeniowych materiałów kon-i centrach badawczych na całym gr: cnych metod obliczeniowych r: :n> ch jej elementów, w dalszym cstrukcji inżynierskich na skutek raaacji materiału konstrukcyjnego . a : zależy od wielu czynników, □jęcia. Niemniej, przewidywanie i cym.;, ch przy różnych rodzajach v z cy mę środowiska, jest częścią &:me metod obliczeniowych kon-•y lub plastyczny), ymmem nukleacji (zarodkowania)

► w>ieżenia materiału konstrukcyj -m; ch. Powyżej długości krytycz-l kiory doprowadza do całkowitej : powierzchni pęknięcia. Poznanie t « metalach było możliwe dzięki VŁ Proces zmęczenia rozpoczyna h - - ch o dkształceń plastycznych sałi) widocznych w mikroskopie ł-7-.c poślizgów krótkich pęknięć etz: łączenia się ich w pęknięcia ■ krc much pęknięć zmęczeniowych ik c bezpiecznej jego eksploatacji i scukmry materiału. Rozwój dłu

gich pęknięć zmęczeniowych w elemencie musi odbywać się pod kontrolą. Z tego powodu duże znaczenie mają badania laboratoryjne, w czasie których ocenia się skłonność materiału konstrukcyjnego do powstawania i prędkości wzrostu krótkich i długich pęknięć zmęczeniowych przy różnych rodzajach obciążeń i warunków środowiska.

1.2.2. Podstawowe mechanizmy pękania metali

Do najważniejszych czynników' decydujących o rodzaju pękania elementów konstrukcyjnych zalicza się: stan naprężenia, temperaturę i środowisko pracy konstrukcji, a zwłaszcza środowisko korozyjne, cechy geometryczne elementu (wymiary i różnego rodzaju zmiany kształtu elementów), prędkość odkształceń zwłaszcza plastycznych, czynniki materiałowe i technologiczne [2, 4], Jakkolwiek w metalach i ich stopach może występować różnorodność pękania w stosunku do podstawowych mechanizmów pękania (plastycznego i kruchego) i różna może być dynamika pękania - od łagodnie plastycznego do gwałtownie kruchego, to naturalnie chodzi

0    przewidywanie prawdopodobnego rodzaju dekohezji elementów konstrukcji.

Metale i większość ich stopów w warunkach normalnych (w temperaturze 20°C

1    przy średniej wilgotności powietrza) pękają głównie plastycznie. Należy jednak wyraźnie podkreślić, że stan plastyczny lub kruchy oraz stany pośrednie są chwilowymi stanami materiału konstrukcyjnego w danych warunkach pracy elementu. Przykładem może być stal węglowa, która w ujemnych temperaturach (poniżej -30°C) pęka krucho, w warunkach otoczenia pęka plastycznie, w temperaturze 250°C pęka krucho (tzw. kruchość na niebiesko), a powyżej tej temperatury - wykazuje ponownie pękanie plastyczne. Stale stopowe zachowują się różnie.

Pękanie plastyczne, nazywane też pękaniem ciągliwym, jest poprzedzone dużymi odkształceniami plastycznymi materiału i jest wywołane przez poślizg (ścięcia) w płaszczyznach poślizgu w strukturze krystalicznej materiału. Pękanie to przebiega pod wpływem naprężeń stycznych w płaszczyznach poślizgu.

Pękanie kruche jest niebezpiecznym pękaniem zmęczeniowym. Przebiega lawinowo w kierunku normalnym do największych wydłużeń materiału polikrystalicznego z prędkością zbliżoną do prędkości rozchodzenia się dźwięku w materiale. W zakresie umownie sprężystym można tę prędkość pękania szacunkowo określić wzorem:

przy czym E jest modułem Younga (MPa), p oznacza gęstość materiału (kg/m³), wtedy prędkość pękania v wyrażona jest w m/sek.

W pękaniu kruchym dominującą rolę pełnią odkształcenia sprężyste bez makroodkształceń plastycznych. Tak pękają jedynie nieliczne metale, głównie o strukturze regularnej przestrzennie centiycznej, elementy metalowe z zahar-

9