Концентрация касательных (сдвиговых)напряжений у кончика трещины.

Грубо говоря, это равносильноокруглению головки трещины. Следовательно, хотя гриффитсов баланс энергии(глава 4) остается в пользу распространениятрещины, механизм, движущий ее, оказывается бессильным из-за отсутствиянужной концентрации напряжений.

Рис. 49. Концентрация касательных (сдвиговых)напряжений у кончика трещины.

Таким образом, трещине не удается подрастать по чисто механическим причинам,и материал будет в безопасности, пожалуй, практически в 99% случаев. Работаяс материалами, мы должны всегда помнить, что не существует четких и ясныхлиний раздела между химией, физикой и теорией упругости. Эксперты в своихзамках из слоновой кости любят проводить это разделение, но ведь межатомные-то связи о них ничего не ведают. Связь может быть разрушена химическим,физическим или механическим путем, а также любой комбинацией этих способов.Упруго натянутая связь более уязвима по отношению к физическим и химическимвоздействиям. По этой причине области с высоким напряжением особенно слабосопротивляются растворителям и коррозионным средам.

Мы уже подчеркивали, что в вязких материалах баланс энергии обычно остаетсяв пользу распространения трещины. Трещина стоит на месте лишь потому, чтоиз-за снижения концентрации напряжений отсутствует и механизм распространения.В то же время, хотя рождение многочисленных дислокаций сильно понизилонапряжения у головки трещины, оно не сбросило их полностью.

Более того, сильно исковеркан и жизненный путь находящихся здесь атомов,и сохранились деформации микрообъемов. Поэтому связи между атомами в этойобласти более чем где-либо чувствительны к воздействию агрессивных растворови хнмикалиев, которым случится соприкоснуться с материалом. Вот почемуметаллы, вязкие на воздухе и в других сухих газах, могут растрескатьсяпод нагрузкой, если их замочить в морской воде. То же самое случается ина химических заводах. Причем без нагрузки металлы могут служить годамив той же самой коррозионной среде, а время действия роковой нагрузки можетбыть и очень большим, и очень малым. В этом отношении некоторые латунимогут оказаться ловушками для несведущих любителей.

Пластичность кристаллов

Пластичность металлов имеет два чрезвычайно полезных следствия. Во-первых,она затрудняет распространение трещин, а во-вторых, делает металл ковким.Последнее означает, что куску металла можно придать нужную форму путемгорячих или холодных операций ковки, прессования, гибки. Вообще говоря,для обработки металлов давлением (ковки, прокатки) способность к течениюдолжна быть больше, чем для того, чтобы обеспечить сопротивление материаларазвитию трещин. Но обработке подвергается, как правило, нагретый металл,а в таком состоянии практически все кристаллы намного более пластичны.

Пластичность — исключительная привилегия кристаллов, поскольку истинныедислокации могут существовать только в виде нарушений идеальной кристаллическойрешетки. Большинство твердых тел обладают кристаллической структурой,

Комментарии закрыты.