3.8 Вплив дисперсійного зміцнення на втому

Практика показує, що близько 90% руйнувань інженерних конс­трукцій зумовлено дією циклічних навантажень, тобто - зумовлено втомою матеріалів. Руйнування від втоми реалізується за рахунок утворення і розповсюдження тріщини, в вершині якої концентруються напруги.

Сплави, що зміцнені за рахунок легування твердого розчину, мають підвищений опір втомленому руйнуванню за рахунок підвище­ного опору ковзанню. Легування, що зменшує енергію пакування до­датково підвищує втомну міцність. Легування, що призводить до по­яви ближнього порядку або деформаційного старіння, імовірно, зни­жує показник втомної міцності. Легування, що призводить до появи далекого порядку сприяє обмеженню поперечного ковзання та, як на­слідок, підвищує стійкість до втомленого зламу.

У випадку дисперсійно твердіючих сплавів зміцнювальна фаза не є стабільною у часі. Це зумовлює концентрацію напружень при де­формації та зниження витривалості сплаву. Слід враховувати тенден­цію до утворення чистих від включень зон в примежових ділянках, або розчинення фаз. В цих вільних ділянках утворюються смуги деформа­ції, що сприяють зародженню мікротріщин та втомному руйнуванню.

В загальному випадку, дисперсійне твердіння підвищує границю міц­ності, що супроводжується підвищенням опору втомі, незважаючи на

зменшення співвідношення опору втомі до границі міцності (ОІ]/(Тв).

Для характеристики схильності до втомного руйнування вико­ристовують швидкість розповсюдження тріщини за 1 цикл наванта­ження (йї/йИ).

У випадку твердого розчину:

(й/   — а ■ ЛКт

ЛК — (тах — &тіп де А, т - коефіцієнти. Для матеріалу після деформації швидкість розповсюдження тріщини залежить від густини дислокацій

йї/йИ — о /?■ Ь, де с - коефіцієнт пропорційності; р - густина дислокацій; Ь - вектор Бюргерса. У випадку сплаву з дисперсійним твердінням слід враховувати взаємодію частинок із дислокаціями, швидкість розповсюдження трі­щини визначається за формулою

йї / йИ — с(р1 — р0 )Ь,

де рі - кількість дислокацій, що утворилися за один цикл наван­таження,

р0 - кількість дислокацій, що були загальмовані дисперсними частинками та повернулися у вихідні позиції при розванта­женні.