Механика и физика квазихрупкого разрушения поликристаллических металлов в условиях концентрации напряжений. Сообщение 3. Вязкость металлов и сплавов

Abstract

Рассмотрены новые характеристики вязкости, основанные на фундаментальных представлениях о микромеханизме квазихрупкого разрушения металлов и учитывающие особенности разрушения в условиях концентрации напряжений. В отличие от существующих характеристик вязкости (например, ударной вязкости), эти характеристики могут непосредственно использоваться при расчетах силовых элементов конструкций. По аналогии с запасом прочности введено понятие "запаса вязкости” металла. Предложены аналитические зависимости, позволяющие оценить величину коэффициента запаса вязкости металла в изделии, содержащем конструктивные концентраторы напряжений и макротрещины. Для этих типов концентраторов получены зависимости, устанавливающие связь между коэффициентами запаса прочности и вязкости. Проанализированы значения вязкости сталей низкой, средней и высокой прочности и предложены оптимальные сочетания характеристик прочности и вязкости металла. Установлена связь новых характеристик вязкости с К 1с.

New characteristics of toughness that take into account the peculiarities of fracture under conditions of stress concentration are proposed on the basis of the fundamental concepts of micromechanism of quasi-brittle fracture of metals. Unlike the existing characteristics of toughness (e.g., impact toughness), these characteristics can be directly used in strength analysis of load-carrying structural elements. Similarly to the safety (strength) margin, the notion of the “toughness margin” is introduced for a metal. Analytical relationships are proposed, which make it possible to evaluate the magnitude of the metal toughness margin index for a product with design-induced stress concentrators and macrocracks. For the above types of concentrators the dependences have been obtained that relate the safety factor and the toughness margin index. The toughness values for steels of low, middle, and high strength have been analyzed and the optimum combinations of the characteristics of the metal strength and toughness are proposed. The relation between the new characteristics of toughness and has been established.