Усталостные разрушения

Они происходят при многократном приложении нагрузок, вызывающих напряжение гораздо меньшее предела текучести материалов. Способность материала воспринимать повторные знакопеременные нагрузки без разрушений называется усталостной прочностью.

До 80% деталей машин, воспринимающих циклические нагрузки, выходят из строя по причине усталостных разрушений.

Внешним проявлением усталости является возникновение и распространение усталостных трещин при многократных нагрузках. Данные трещины наиболее интенсивно образуются в местах расположения концентраторов напряжения (следы от механической обработки). В зависимости от условий эксплуатации и методов обработки, усталостные трещины могут образовываться как на поверхности, так и на некотором расстоянии от неё. В настоящее время не существует единой общепринятой теории усталостного разрушения. Наибольшее распространение получила теория дислокаций, согласно которой причинами зарождения усталостных трещин является:

а) взаимные дислокации в нагромождениях;

б) взаимные дислокации, движущихся в пересекающихся системах скольжения;

в) отсутствие препятствий для перемещения дислокаций.

Нагромождение дислокаций возникает из-за препятствий их движению:

- границы блоков и зёрен;

- чужеродных включений, в т.ч. легирующих металлов.

При взаимодействии дислокаций упругая энергия концентрируется в определённом участке детали. При достижении максимально допустимой концентрации упругой энергии в локальном объёме происходит пластическая деформация, вследствие которой и образуется зародыш трещин.

Существует 2 взгляда на причины образования усталостных трещин:

1. Разрушение в результате исчерпания пластичности металла.

2. Разрушение в результате перенаклёпа (преупрочнения) материала впереди трещины.

Зависимость усталостной прочности от св-в материала описывается следующими эмпирическими формулами.

- временное сопротивление, НВ –твёрдость по Бринелю