3.2.4. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ

Выполненный анализ зарождения и роста пор позволяет сформировать подход к рассмотрению кавитационного межзеренного разрушения в случае интенсификации развития повреждения теми или иными факторами, в частности агрессивной средой. Известно, что влияние агрессивной среды может проявляться в виде двух основных процессов. Первый обусловлен непосредственным взаимодействием среды с металлом и разрушением продуктов взаимодействия под дёйствием напряжений. Второй процесс связан с переносом к границам зерен различных элементов среды (например, кислорода, водорода и др.), ускоряющих тем или иным способом межзеренное разрушение материала. Для объяснения этого нетрадиционного механизма влияния среды на характеристики разрушения предложены различные модели [240, 286, 306, 329, 334, 424]. В частности, охрупчивающее влияние кислорода может быть связано с ограничением подвижности границ зерен и увеличением их проскальзывания, приводящего к росту межзеренных повреждений [240]. Рассматривался также «клиновой» эффект, возникающий

в результате окисления границ зерен [334], анализировались увеличение мест возможного зарождения пор и возрастание коэффициентов зернограничной диффузии вследствие влияния переносимых к границам зерен атомов среды [306, 329].

Независимо от конкретного механизма взаимодействия элементов среды с границами зерен результатом такого взаимодействия является уменьшение критических параметров разрушения, которое наблюдалось при различных схемах деформирования [240, 286, 306, 329, 334, 352, 424].

При межзеренном разрушении в инертной и агрессивной средах зависимости характеристик разрушения от скорости деформации целесообразно представить в виде схемы, показанной на рис. 3.5, где в качестве параметра разрушения выбрана критическая деформация которая может быть определена из опытов по замедленному дефомированию с постоянной скоростью [62, 161, 352]. В принципе, как и на рис. 3.2, здесь может фигурировать любой другой параметр, контролирующий разрушение при тех или иных схемах нагружения.

Рис. 3.5. Схема учета влияния агрессивной среды на повреждаемость материала при кавитационом межзеренном разрушении: 1 и 2 — зависимость в инертной и в агрессивной среде

Как следует из рис. 3.5, при одной и той же скорости деформирования критическая деформация соответствующая разрушению в агрессивной среде, меньше, чем в инертной среде. Такой эффект может быть обусловлен либо увеличением интенсивности развития повреждений в агрессивной среде, либо снижением критической повреждаемости материала, а также совместным действием этих факторов. В работе [424] предложена модель, базирующаяся на предположении, что реагент среды, диффундируя к границам зерен, снижает их когезивную прочность и тем самым уменьшает критическую повреждаемость материала, отвечающую моменту образования макроразрушения. При этом темп развития межзеренных повреждений принимается инвариантным к среде. Наблюдаемое в опыте увеличение скорости ползучести в агрессивной среде по сравнению с на воздухе в работе [424] не нашло объяснения.

С нашей точки зрения, снижение критической деформации в агрессивной среде в первую очередь связано с увеличением темпа развития повреждений и, как следствие, с ростом скорости деформации в режиме ползучести (см. раздел 3.3). Уменьшение критического уровня повреждаемости при кавитационном разрушении маловероятно, так как на критическое событие — слияние микропор, обусловленное пластической неустойчивостью, — не будет оказывать влияние когезивная прочность материала. Итак, предположим, что критическая

повреждаемость материала не зависит от среды, т. е. влияние среды заключается в увеличении интенсивности межзеренных повреждений. Тогда для описания зарождения и роста пор по границам зерен при деформировании со скоростью в агрессивной среде можно использовать параметры для инертной среды, но отнесенные к некоторой эффективной скорости деформирования На рис. 3.5 показана схема определения этой эффективной скорости Здесь предполагается, что при допущении о неизменности критической повреждаемости материала темп повреждений при одинаковой критической деформации будет одинаков в агрессивной и инертной средах соответственно при Такой подход позволяет провести анализ разрушения материала в агрессивной среде как при статическом, так и при циклическом нагружениях в условиях ОНС, если известны характеристики материала в относительно инертной среде (например, на воздухе), а также зависимости типа представленных на рис. 3.5.