Определение составляющих ударной вязкости металла при испытании на ударный изгиб

Предложен метод разделения работы удара на работу зарождения и работу распространения трещины. Он заключается в испытании двух образцов с одинаковыми концентраторами напряжения и различными размерами поперечного сечения в месте надреза. Принимается, что работа зарождения пропорциональна ширине грани образца, на которой возникает трещина, и удельной энергии образования трещины, работа распространения трещины пропорциональна длине ее распространения и удельной энергии распространения трещины. В случае разрушения образца при испытании длина распространения трещины равна ширине образца. На основании данных о работе разрушения двух образцов и их геометрических размеров в месте надреза составляют систему двух линейных уравнений с неизвестными — удельной энергией образования трещины и удельной энергией распространения трещины. Решая эту систему уравнений, находят неизвестные и по ним вычисляют работы зарождения и распространения трещины. Применение аналитического метода позволяет повысить точность по сравнению с графически экстраполяционными методами. Новизна метода состоит в том, что используют один вид надреза на испытываемых образцах, поэтому образование и распространение трещины происходит при одной схеме напряженно-деформированного состояния. Кроме того, используют образцы с различными размерами сечения, что исключает влияние масштабного фактора. Поскольку удельная энергия образования трещины и удельная энергия распространения трещины не зависят от масштабного фактора, то они определяются только свойствами металла. Введение удельной энергии образования трещины и удельной энергии распространения трещины позволяет придать физический смысл работе разрушения трещины.

1. Otani M. Study of sensitivity of welded joints to cut at dynamic tests of double strike / J. Railway Engineering Research. 1957. Vol. 14. N 11. P. 503 – 529.

2. Пашков Ю. И., Иванов М. А. К вопросу оценки трещиностойкости труб по ударной вязкости и пробе ДWTT / Вестник ЮУрГУ. Сер. «Металлургия». 2014. Т. 14. № 4. С. 52 – 58.

3. Лившиц Л. С., Рахманов А. С. Об определении ударной вязкости при низких температурах и склонности металла к зарождению и развитию трещин / Заводская лаборатория. 1953. Т. 19. № 2. С. 51 – 54.

4. А.с. 1559267 СССР. Способ определения ударной вязкости материала / Л. С. Лившиц, А. С. Рахманов. — Опубл. 23.04.90. Бюл. № 15.

5. Бакши О. А., Моносиков А. Н., Кукин А. Г. Метод определения составляющих ударной вязкости/ Заводская лаборатория. 1969. Т. 35. № 5. С. 615 – 619.

6. Дроздовский Б. А. О применении статического изгиба образцов с надрезом для количественной оценки кристалличности в изломе стали/ Заводская лаборатория. 1946. Т. 12. № 4. С. 489 – 499.

7. Гуляев А. П. Чистая сталь. — М.: Металлургия, 1975. —194 с.

8. Пат. 2621373 Российская Федерация. Способ определения составляющих ударной вязкости металла / Максимов А. Б. — № 2016123916; заявл. 15.06.16; опубл 02.06.17. Бюл. № 16.