Вязкое разрушение

Пластическое (вязкое) разрушение под действием растягивающего напряжения состоит из трех последовательных стадий. Сначала на образце образуется шейка, в области шейки возникают поры, кото­рые соединяются друг с другом (рис. 228, а). На второй стадии поры растут и объединяются до величины, достаточно большой, что­бы пора быстро распространялась в направлении, поперечном к оси растяжения. На этой стадии трещина распространяется к поверх­ности достигая ее на третьей стадии под углом, близким к 4о к оси растяжения (рис. 228,6). Третья стадия — отделение двух частей образца друг от друга по конусной поверхности.

Рис. 228. Образование пор в начале вязкого разрушения (а) и конический участок образца с порами (б)

Первая стадия разрушения — наиболее длительная, так как пер­вые поры и трещины наблюдаются лишь незадолго до разрушения. Например, для алюминиевых образцов разрушение при одноосном растяжении наблюдается при относительном сужении , а первые трещины и поры при , для меди соответст­венно при и , для латуни при и [1]. В конце первой стадии разрушения, например, технически чистой меди (см. рис. 228, а) начинает формироваться центральная трещина, окруженная мелкими порами, которые обра­зуются в данном случае у включений путем отрыва металла от включений или путем разрушения самого включения. В отличие от рассматриваемого примера с медью (см. рис. 228, а), где поры вид­ны необычно четко, в большинстве случаев трудно обнаружить боль­шое количество пор даже после разрушения.

По мере увеличения степени деформации возникающие поры увеличиваются в размерах, сливаются вблизи оси образца с образованием небольшой центральной трещины.

Последние две стадии разрушения - образование трещины и отделение двух частей образца друг от друга по конус­ной поверхности - развиваются после достижения пластичным металлом' пре­дела прочности.

Основная трещина на втором этапе расположена в центре образца, что обус­ловлено особенностью распределения на­пряжений в шейке растягиваемого об­разца (рис. 229): в центре развивается трехосное растяжение. Касательное на­пряжение на оси образца имеет такую же величину, как и на остальных участ­ках поперечного сечения, в то время как растягивающие напряжения максималь­ны у оси. Так как процесс разрушения определяется степенью развитости как касательных, так и растягивающих на­пряжений, то естественно предположить, что развитие трещины начнется у оси образца, где наблюдается всестороннее растяжение. Начало образования трещины с поверхности образца не наблюдается.

Рис. 229. Распределение про­дольных (1), максимальных касательных (2) и радиаль­ных (3) напряжений в поперечном сечении растяги­ваемого образца с шейкой

Распространение увеличивающейся трещины облегчается за счет поверхностей с интенсивными сдвиговыми деформациями перед кон­цом трещины. Эти поверхности наклонены примерно под углом 45° к оси растяжения; в них также развиваются поры (см. рис. 228,6). На данном третьем этапе разрушения две поверхности АВ и АС, где действуют максимальные сдвиговые деформации, являются эквива­лентными и образовавшаяся в данном примере коническая часть поверхности разрушения именно по АВ является событием случай­ным, связанным с большим образованием пор в предшествующий период деформирования у поверхности АВ. Коническая область раз­рушения является более ровной, чем у дна «чашечки», так как здесь образование новых поверхностей сопровождается срезом, а не отрывом.