Глава 3. РАЗРУШЕНИЕ МЕТАЛЛА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ (СТАЦИОНАРНОМ И НЕСТАЦИОНАРНОМ) НАГРУЖЕНИЯХ
Разрушение материала в общем случае можно условно разделить на два типа. К первому относятся все виды разрушений, для которых критические параметры, контролирующие разрушение, практически нечувствительны к скорости деформирования
и температуре
Разрушение такого типа наблюдается при различных условиях деформирования. Наиболее типичными примерами являются хрупкое и вязкое разрушения при статическом активном деформировании, для которых критическое разрушающее напряжение и критическая деформация инвариантны к скорости нагружения и температуре (см. гл. 2).
При циклическом деформировании также можно указать широкий диапазон условий (в первую очередь относительно низкая температура, инертная среда), для которых зависимости, определяющие зарождение и развитие усталостного разрушения, не включают параметров, функционально связанных с временными факторами. Такими зависимостями являются, например, известные уравнения Коффина — Мэнсона [302, 303, 364] и Пэриса [192].
К первому типу разрушений можно отнести и такие разрушения в условиях ползучести, когда критическая деформация
практически не зависит от времени ее достижения [256]. Такой результат достаточно интересен, поскольку деформация ползучести, как известно, контролируется термоактивируемыми процессами, а критическое состояние оказывается нечувствительным к скоростным параметрам деформирования.
К разрушениям второго типа, которые могут происходить также при различных схемах нагружения, следует отнести разрушения, для которых критические параметры существенно зависят от времени нагружения в том или ином виде. Типичным примером является разрушение, получившее в литературе название «разрушение при взаимодействии ползучести и усталости» [240, 341]: при циклическом нагружении в определенном температурном интервале долговечность при одной и той же амплитуде деформации зависит от скорости деформирования, значительно уменьшаясь при малых эффективных скоростях деформирования, в частности при циклировании с выдержками. На стадии развития усталостного повреждения также известны многочисленные экспериментальные данные о влиянии частоты нагружения в определенных условиях, особенно в коррозионной среде, на скорость роста усталостных трещин [199, 240, 310,
323]. Другой наглядный пример разрушений второго типа дают испытания в условиях ползучести: в определенных условиях нагружения критическая деформация в момент разрушения оказывается существенно зависящей от скорости ползучести [256, 342].
В настоящей главе делается попытка с физико-механических позиций провести количественный анализ закономерностей разрушения материала, когда характеристики предельного состояния зависят от скоростных параметров деформирования [115, 128, 129, 185].