Влияние скорости деформирования и предварительного нагружения на трещиностойкость керамики на основе ZrO2

Abstract

Изучено изменение трещиностойкости КIс керамики состава ZrO2—Y2O3 (плотность ~ 98%) в зависимости от скорости движения траверсы испытательной машины (0,005...50 мм/мин) и предварительной выдержки под нагрузкой при КI < КIс. Показано, что в интервале скоростей 0,05.5 мм/мин трещиностойкость практически не изменяется. При скорости нагружения 50 мм/мин величина КIс существенно (более чем в два раза) уменьшается, в то время как при скорости 0,005 мм/мин она незначительно повышается. Предварительное нагружение приводит к увеличению КIс в 1,5 раза. Изменение трещиностойкости связано со структурными превращениями.Вивчено зміну тріщиностійкості KIc кераміки складу ZrO2-Y2O3 (щільність ~ 98%) в залежності від швидкості руху траверси випробувальної машини (0,005...50 мм/хв) і попередньої витримки під навантаженням за умови KI < KIс. Показано, що в інтервалі швидкостей 0,05.5 мм/хв тріщино- стійкість практично не змінюється. При швидкості навантаження 50 мм/хв величина KIс суттєво (більш ніж у два рази) зменшується, в той час як при 0.005.мм/хв вона незначно збільшується. Попереднє навантаження призводить до збіьшення KIс у 1,5 раза. Зміна тріщиностійкості зумовлена зміною розміру зони перетворення і ступеня перетворення у цій зоні.Variation of fracture toughness KIc of ZrO2- Y2O3 ceramics (density ~ 98%) was studied depending on both testing machine traverse speed (0.005-50 mm/min) and preloading under KI < KIc conditions. It was demonstrated that within a strain-rate range from 0.05 to 5 mm/min fracture toughness practically does not change. At a loading rate of 50 mm/min the KIc value decreases significantly (more than by half), whereas at a rate of 0.005 mm/min it increases slightly. Preloading causes an increase in KIc by half as much again. The fracture toughness variation is determined by dimensional change in the transformation zone and a level of transformation in this zone.