Хрупкие разрушения

Хрупкое разрушение (ХР) характеризуется тем, что оно не сопровождается заметной пластической макродеформацией и происходит при действии средних напряжений, не превышающих s_Т.

Траектория разрушения близка к прямолинейной, излом нормален к поверхности и имеет кристаллический характер. Хрупкие разрушения, как правило, являются внутрикристаллическими.

Разрушение в большинстве случаев происходит под действием нормальных напряжений и распространяется вдоль наименее упакованной кристаллической плоскости, называемой плоскостью слома (отрыва).

Но иногда (водородное насыщение, коррозия и др.) ХР может быть межкристаллическим. ХР часто происходит внезапно и распространяется с большой скоростью и малыми затратами энергии. В ряде случаев оно приводит к катастрофическим разрушениям в сварных конструкциях в процессе эксплуатации.

Металлы и сплавы с ОЦК-решеткой разрушаются пластично (вязко) или хрупко в зависимости от состава и условий эксплуатации.

Примеси и легирующие элементы, блокирующие подвижность дислокаций, повышают склонность к ХР. Переход от пластичного к хрупкому разрушению может произойти при снижении температуры, увеличении скорости деформирования и остроты надреза.

Процесс хрупкого разрушения может включать три этапа: возникновение трещины, медленное (стабильное) ее развитие и лавинообразное распространение разрушения.

Отдельные конструкции допускаются к эксплуатации с трещиной при условии контроля за их медленным развитием.

В сварных соединениях легированных сталей наибольшую степень охрупчивания получают участки на расстоянии» 0,1 мм от линии сплавления вследствие укрупнения зерна и образования твердых и малопластичных составляющих структуры в результате превращения аустенита (трансформационное охрупчивание).

Причиной охрупчивания является и сегрегация примесей на границах зерен, обусловливающая межзеренное ХР.

Снижение степени охрупчивания достигается технологическими и металлургическими мерами.

Для низкоуглеродистых сталей это ограничения g/v или высокий отпуск сварного соединения. Для легированных сталей технологические меры аналогичны применяемым для предотвращения XT.

Легирование сталей Mo, Ni, снижение содержания S, P, O, N и Н снижает их склонность к ХР. Стали электрошлакового и вакуумно-дугового переплава имеют высокое сопротивление ХР.