4. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ

Под динамическими понимают испытания, при которых скорость деформирования значительно выше, чем при статических испытаниях.

Рис. 69. Схема маятникова копра (а), испытание на удар (б): 1 — маятник; 2 — образец; 3 — шкала; 4 — стрелка шкалы; 5 — тормов

Динамические испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению. Метод основан на разрушении образца (рис. 69, б) с концентратором посередине одним ударом маятникового копра (рис. 69, а). По шкале маятникового копра определяют полную работу К, затраченную при ударе (работа удара) (рис. 69, а), .

Под ударной вязкостью понимают работу удара, Дж , отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора-КС Действующий в настоящее время ГОСТ 9454-78 предусматривает образцы с концентраторами трех видов с радиусом концентратора мм (рис. 69, б), мм и углом 45° и Т — усталостная трещина. Соответственно ударная вязкость обозначается Ударная вязкость является интегральной характеристикой, включающей работу зарождения трещины и работу распространения вязкой трещины

Склонность к хрупкому разрушению в первую очередь определяется работой распространения трещины.

Чем больше тем меньше возможность внезапного хрупкого разрушения. В настоящее время существует ряд методов раздельного определения

Наиболее надежный метод определения предложил Б. А. Дроздовский. Метод сводится к испытанию на удар образцов с усталостной трещиной которую создают на специальном вибраторе. Вся работа, затрачиваемая на разрушение образца, в этом случае расходуется только на развитие заранее созданной трещины Ударная вязкость КСТ определяется как отношение работы, затраченной на разрушение образца, к его живому сечению.

Рис. 70. Сериальные кривые: В количество волокна в изломе; верхний порог хладноломкости; нижний порог хладноломкости (при более низкой температуре полностью хрупкое разрушение); условный порог хладноломкости волокна в изломе); 1 — вязкий излом; 2 — вмешанный излом; 3 — хрупкий ивлом

Порог хладноломкости. Как уже отмечалось ранее, железо, сталь и металлы, и сплавы в основном с ОЦК решеткой могут разрушаться хрупко или вязко в зависимости от температурного порога хладноломкости. Зная порог хладноломкости и рабочую температуру эксплуатации материала, можно оценить его температурный запас вязкости, под которым понимают интервал температур между порогом хладноломкости и рабочей температурой. Чем больше температурный запас вязкости, тем меньше опасность хрупкого разрушения. небольшом запасе вязкости в результате случайного сниевд. температуры, роста зерна, загрязнения металла вредными гммесями и т. д. порог хладноломкости может повыситься, этаприведет к хрупкому разрушению.

Порог хладноломкости определяют при испытании ударным изгибом надрезанных образцов для разных температур. Затем строят кривую зависимости ударной вязкости от температуры испытания (так называемую сериальную кривую по Н. Н. Давиденкову) (рис. 70).

Для многих сталей на кривой зависимости трудно определить порог хладноломкости.

Поскольку хрупкий и вязкий характер разрушения при ударном изгибе для стали можно четко различить по виду излома, порог хладноломкости нередко определяют по количеству волокна матовой — волокнистой составляющей в изломе. Количество волокна в изломе определяется как отношение площади волокнистого (вязкого) излома к первоначальному расчетному сечению образца. Далее строится сериальная кривая процент волокна — температура испытания (рие. 70). За порог хладноломкости принимается температура, при которой имеется 50 % волокна (рис. 70), что примерно соответствует Для ответственных деталей за критическую температуру хрупкости нередко принимают температуру, при которой в изломе имеется волокна а ударная вязкость сохраняет высокое значение. Нередко определяют верхний порог хладноломкости,

который отвечает 90 % волокна, и нижний отвечающий волокна. Порог хладноломкости не является постоянной материала, а сильно зависит от его структуры, условия испытания, наличия концентраторов напряжений, размера образца и т. д. Чем выше прочность тем выше порог хладноломкости.

В случае определения надежности машин хладноломкость не включается в расчеты на прочность, а дается лишь общая рекомендация не применять материал при температурах ниже порога хладноломкости. Нужно учитывать, что с понижением температуры снижается и величина