2.1.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ ОЦК МЕТАЛЛОВ

Как показывает анализ сложившихся к настоящему времени представлений о закономерностях хрупкого разрушения, происходящего в результате распространения трещин скола и микроскола, в материале протекают следующие физические процессы:

1) образование зародышевых микротрещин;

2) страгивание микротрещин (нестабильный рост) или в противном случае стабильное подрастание, обусловленное пластической деформацией в их вершинах;

3) распространение или блокировка (торможение) трещин микроскола в достаточно характерном для данного материала объеме, содержащем такие структурные элементы (границы зерен, ячеек, фрагментов, выделения и т. п.), которые могут быть препятствиями для микротрещин.

Какой из этих процессов будет определять условия разрушения на макроуровне, зависит от многих факторов, прежде всего от условий нагружения (жесткости напряженного состояния, температуры испытаний и пр.) и свойств материала.

Например, в монокристаллах разрушение почти всегда контролируется зарождением микротрещин; в поликристаллах, напротив, микротрещины скола, как правило, тормозятся границами зерен и в большинстве случаев разрушающее напряжение (здесь имеет смысл наибольшего главного напряжения в момент разрушения) определяется сопротивлением распространению микротрещины через границы зерен [121]. С изменением величины зерна, как известно, также может наблюдаться смена механизмов, контролирующих разрушение: при размере зерна больше некоторой критической величины разрушающее напряжение определяется напряжением образования микротрещины. При уменьшении размера зерна разрушение контролируется уже не зарождением микротрещин и их страгиванием, а распространением через границы зерен [121].

Отметим, что при построении различных моделей разрушения и формулировке критериев хрупкого разрушения во многих случаях исходят в общем из априорного постулирования преобладающего значения того или иного процесса. Так, например, в работах [149, 150] предполагалось, что критическое напряжение хрупкого разрушения в поликристаллических материалах с различной структурой при разных температурно-деформационных условиях нагружения определяется только одним условием — переходом зародышевых микротрёщин к гриффитсовскому (нестабильному) росту. Условия распространения микротрещины как через границы зерен, так и через любые другие барьеры, возникающие при эволюции структуры в результате пластического течения, игнорировались. При этом сделана попытка объяснить увеличение с ростом пластической деформации уменьшением длины зарождающихся в процессе деформирования микротрещин за счет уменьшения эффективного диаметра зерна [149, 150]. Такая модель не позволила авторам удовлетворительно описать зависимость что привело их к выводу о существенном влиянии деформационной субструктуры на исследуемые параметры. Следует отметить; что, рассматривая в качестве контролирующего разрушения только процесс страгивания микротрещины и не учитывая условия ее распространения, практически невозможно предложить разумную концепцию влияния пластической деформации на критическое напряжение