Диаграмма разрушения

Рис. 24: Диаграмма равновесия солей угольной кислоты (карбонатов и бикарбонатов)

Диаграмма равновесия (рис. 378) с наложенной на ней линией начала мартенситного превращения1 показывает образование структур при быстром (пунктирные линии) и медленном (сплошные линии) охлаждении из р-об-ласти.

г'ис. 9.23. Диаграмма равновесия реакций восстановления оксидов железа оксидом углерода СО в зависимости от температуры в присутствии твердого углерода

Рно. ? 1. Диаграмма равновесия солей угольной кислоты

ДИАГРАММА состояния, диаграмма равновесия, фазовая диаграмма,-графич. изображение равновесных состояний термо-динамич. системы (см. Равновесие термодинамическое) в виде точек в л-мерном пространстве, по осям координат к-рого отложены п независимых параметров состояния рассматриваемой системы. Д.с. позволяет определить, сколько и каких конкретно фаз образуют систему при данных темп-ре, давлении, составе и др. параметрах состояния. Напр., в простейшем случае однокомпонентной системы п=2 и Д.с. можно изобра-

Рис. 108. Диаграмма равновесия и свойства железоникелевых сплавов

ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ, диаграмма равновесия, фазовая диаграмм а,— графич. изображение соотношений между параметрами состояния физ.-хим. системы (темп-рой, давлением и др.) и её составом. В простейшем случае, когда система состоит только из одного компонента, Д. с. представляет собой трёхмерную пространственную фигуру, построенную в 3 прямоугольных координатных осях, по к-рым отложены темп-ра (Г), давление (р) и мольный объём (и). Пользоваться объёмной Д. с. неудобно вследствие её громоздкости, поэтому на практике применяют проекцию Д. с. на одну из координатных плоскостей, обычно на плоскость р — Т. По Д. с. можно установить, напр., темп-ры начала и конца фазовых превращений, хим. состав фаз, находящихся в термодинамич. равновесии. Д. с. широко используют в металлургии, металловедении, химии (в частности, Д. с. железо — углерод имеет важное значение для термич. обработки стали).

Рис. 4.5. Диаграмма равновесия

Рис. 268. Диаграмма равновесия фаз в системе H3PO,i—HaO (жидкость-*-твердая фаза): а — <80% Н.РО.; б — 80—100% Н,РО4

Рио- 269. Диаграмма равновесия фаз в системе РаО(—Н2О (жидкость-» пар) при давлении 101,3 кПа

Рис. 278. Диаграмма равновесия фае хлористого водорода: / — область твердой фазы; // — область жидкости; /// — облас»ь пара

Докритическая диаграмма разрушения представляет собой характеристику материала данной толщины, оценивающую способность материала тормозить трещину. Эта диаграмма отражает процесс разрушения, в то время как на обычных диаграммах деформации стадия разрушения отмечается только координатами концевой точки. Этой информации недостаточно для оценки такой важной стадии процесса сопротивления материала воздействию внешней нагрузки, как стадия разрушения. Вместе с тем стадия медленного роста трещины не описывается теориями, рассмотренными ранее (§§ 3, 7). Остановимся вкратце на существующих теориях докрптического роста трещины.

Ф. А. Мак-Клинток [123] на основании введенного им критерия разрушения (см. § 11) получил интегральное уравнение, численное решение которого _ есть докритическая диаграмма разрушения. В соответствии с этим критерием механический смысл докри-тпческого роста трещины состоит в следующем. Пусть в точке г == р. (9 = 0) перед концом трещины удовлетворяется условие разрушения (11.2). Тогда трещина продвинется на малую величину dl. В связи с этим напряжение в соседней точке, лежащей на расстоянии р, от конца трещины, увеличенной длины I 4- dl, повысится, однако, недостаточно для того, чтобы соблюдался критерий (11.2). Для выполнения этого критерия (при котором трещина продолжает расти) надо повысить нагрузку. А это и приводит к устойчивому докритическому росту трещины, характеризуемому докритической диаграммой разрушения.

Если воспользоваться [302, 3031 локальным энергетическим критерием разрушения и гипотезой Орова-на — Ирвипа о квазихрупком разрушении, то можно получить упомянутое ранее уравнение (28.8), из которого вытекает докритическая диаграмма разрушения р — р(1). Пример такого расчета был приведен в предыдущем параграфе (аналогичный вид имеет уравнение в работах [439, 441], которое одновременно распространяется и на случай вязкоупругих тел).

Рис. 29.8. Диаграмма разрушения по обобщенной бк-модоли; / и 2 — растяжение плоскости с трещиной, 3 и 4 — давление в полости трещины.

1'ис. 29.9. Диаграмма разрушения но обобщенной 6',.модели; / и 2 — растн-жспии пространства с дис-кокидной трсщишш. 3 п 4— ,ч::шн:иис в полости щааы.

Из уравнений, описывающих докритические диаграммы разрушения, также можно получить характеристики долговечности при повторной статической нагрузке, или, согласно современной терминологии, при малоцикловой усталости. Для этого на первом цикле диаграмма разрушения строится до нагрузки, отвечающей максимальному напряжению цикла аш,„г. При этом длина трещины увеличивается, и эту новую длину следует считать начальной при расчете докритической диаграммы на следующем цикле. Следовательно, краевое условие для расчета интегральной кривой дифференциального уравнения докритической диаграммы разрушения па t-м цикле будет о = omin при /=/,_,.

За каждый цикл получаем определенное приращение длины трещины, и в конце концов на каком-то номере цикла диаграмма разрушения достигнет кривой критических нагрузок, в результате чего произойдет быстрое лавинообразное разрушение при соответствующем постоянном напряжении.

Рис. .jO.-l Схематическое изображение подрастания трещины нри циклическом нагружснпи от начальной длины /0 до критической 1С; 1 — докритиче-CKirc диаграммы разрушения, 5 — критическая диаграмма разрушения.

Рис. 31.3. Критическая диаграмма разрушения сплава В-95.

Рис. 31.4. Критическая диаграмма разрушения сплана В АД 23 (старение 100°, 12 ч).

Рис. 31.5. Критическая диаграмма разрушения сплава ВАД-23 (старение 200°, 10 ч).