MG"12

nia zginanych próbek, przedstawiono na rys. 5.7. Pokazano wyraźne przedziały zwiększonej kruchości, z których najważniejszy w praktyce to zakres a -kruchość na zimno {b — kruchość niebieskiego przełomu, c — kruchość po rekrystalizacji).

Rys. 5.7

Przejście materiału w stan kruchy następuje przy obniżeniu temperatury od Tg d° T_d, które oznaczają odpowiednio temperatury górnego i dolnego progu kruchości. W zakresie tym obserwuje się duży rozrzut wyników pomiarów wielkości charakteryzujących kruchość. Zjawisko to tłumaczy wykres próby rozciągania podany przez A.F. Joffego, który pokazano na rys. 5.8. Wykres z rys. 5.8a wskazuje na zależność granicy plastyczności R_t oraz naprężenia rozrywającego R_u od temperatury. Obie te wielkości mają charakter statystyczny, a więc określonej temperaturze odpowiada rozrzut wyników pomiarów ograniczony liniami R i R oraz R i R . Naprężenie zrywające w mniejszym stopniu zależy od temperatury niż granica plastyczności. Przeprowadzając próbę w temperaturze niższej od T_d uzyskuje się małą pracę zerwania (materiał w stanie kruchości), gdyż przed złomem przy wzroście naprężenia nie przekracza się granicy plastyczności. W przypadku temperatur wyższych od T_d> wzrost naprężenia w próbie zawsze prowadzi do przekroczenia granicy plastyczności i odkształceń trwałych, a do ich spowodowania jest potrzebna znacznie większa praca. W zakresie temperatur T_d*T oba mechanizmy mogą wystąpić w zależności od przypadkowej relacji R_t i R_u, natomiast jeżeli temperatura próby jest bliższa T_d, to bardziej prawdopodobne jest wystąpienie złomu kruchego. Na rys. 5.8b pokazano przykładowe wyniki pomiaru pracy zerwania próbek w różnych temperaturach. Krzywe złomów kruchych i poślizgowych na wykresie są od siebie oddzielone obszarem kmchości. W obszarze tym występują oba rodzaje złomów: kruche i poślizgowe.

We wszystkich maszynach i urządzeniach powstają podczas ich pracy obciążenia dynamiczne. Przynoszone są one przez narzędzia skrawające, narzędzia do obróbki plastycznej, różnego rodzaju sprzęgła i przekładnie zębate. Dobór materiału na te konstrukcje jest utrudniony między innymi dlatego, że dla wielu gatunków stali, szczególnie niskowęglowych, obserwuje się wzrost kruchości przy większych prędkościach odkształceń. W odniesieniu do niektórych stali słuszna jest zależność uzyskana doświadczalnie

7_d(C-lne) • const,    (5.23)

gdzie:

T_d — temperatura dolnego progu kruchości,

e — prędkość odkształcenia,

C — wielkość stała.

Ze wzoru (5.23) wynika, że wzrost prędkości odkształcenia i powoduje zwiększenie się temperatury dolnego progu kruchości T_d, czyli progi kruchości przesuwają się ku wyższym temperaturom, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia stanu kruchości w temperaturze otoczenia. Na rys. 5.9 pokazano przesunięcie progów kruchości ze wzrostem prędkości odkształcenia dla stali niskowęglowej. Przejście materiału w stan kruchości w dużym stopniu zależy od panującego w nim stanu naprężeń. Wyjaśniono to poglądowo na przykładzie wykresu stanu mechanicznego opracowanego przez J.B. Fridmana (rys. 5.10). Na osi rzędnych odkłada się wartości maksymalnych naprężeń stycznych występujących podczas próby, a na osi odciętych wartości naprężeń zredukowanych, obliczone na podstawie hipotezy maksymalnego sprężystego odkształcenia względnego. Złom rozdzielczy kruchy powstaje z chwilą wystą-

179