2.2.1.1. ЗАРОЖДЕНИЕ ПОР
В общем случае функцию зарождения пор можно представить в виде [117]
где концентрация пор (количество их на единицу площади) растягивающее напряжение, действующее в месте зарождения поры; время.
Функция в соответствии с уравнением Беккера — Дьеринга описывает зарождение пор при ползучести (см: 3.2),
контролируемое диффузией вакансий. Второй и третий члены в уравнении (2.46) характеризуют интенсивность зарождения, связанную с механическим нарушением связи. Фактически эти члены отражают закономерность зарождения микропоры, под чиняющуюся зависимости, аналогичной (2.7): влияние наибольших главных напряжений отражает второй член (2.46), а влияние эффективных напряжений, однозначно связанных при монотонном нагружении с третий член уравнения. При анализе вязкого разрушения начальный размер поры обычно принимается равным примерно что на: много больше, чем размер зародышевой несплошности, который составляет приблизительно подраздел 2.1.2): Очевидно, что возникновение поры радиусом в основном определяется пластической деформацией, контролирующей рост зародышевой несплошности. Роль главных напряжений значительна только при инициации зародыша и нивелирует по мере его роста до размера поэтому ясно, что за образование начальной поры практически полностью ответственна пластическая деформация. В связи с изложенным в. зависимости (2.46) величину можно принять равной нулю, а в качестве критериальной функции зарождения пор использовать функцию Кроме того, в области умеренных температур и относительно высоких скоростей деформирования материала, характерных для активного упругопластического нагружения, функция стремится к нулю (см. раздел 3.2).
Таким образом, для рассматриваемого случая уравнение (2.46) можно упростить до вида
Рассмотрим конкретный вид зависимости (2.47). Следуя работе [117], примем, что критическая деформация необходимая для зарождения поры, связана с радиусом включения зависимостью
где начальная деформация, меньше которой при сколь угодно большом радиусе включения пора не зарождается; — константа материала.
Тогда
Далее, если принять, что распределение включений по размерам подчиняется обычной экспоненциальной зависимости [117] и приращение плотности (концентрации) пор равно
приращению плотности разрушившихся включении получим
где концентрация включений (количество на единицу площади); средний радиус включения..
Подставив (2.50) в (2.49) с учетом (2.48), имеем
где критический параметр Одквиста для среднего радиуса включения
После интегрирования уравнения с учетом начальных условий (при возможно наличие исходных пор с концентрацией получим
где
Зависимость (2.52) достаточно хорошо отражает экспериментальные данные по зарождению пор на включениях в низколегированной стали [440].
В чистых материалах, где отсутствуют включения, зарождение пор согласно имеющимся данным [211] начинается при фрагментации структуры материала, соответствующей весьма высокой пластической деформации и происходит по границам фрагментов (в зоне стыковки трех фрагментов). При концентрация микропор быстро увеличивается.
Для указанного механизма функцию зарождения пор можно представить в виде [211]
где константа материала.
Тогда