Page 20 - 07

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 1. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 539.3(4)
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
ХРУПКОСТИ С УЧЕТОМ РАЗБРОСА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ДАННЫХ ПО УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ

И. В. ОРЫНЯК, М. Н. ЗАРАЗОВСКИЙ, А. В. БОГДАН
Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины, Киев
Предложен оригинальный физически обоснованный метод определения разброса
значений критической температуры хрупкости (КТХ). Принципиальным его отличи-
ем и преимуществом (от стандартного) является определение разброса данных не из
набора значений КТХ, а из первичных результатов для вычисления КТХ. Введены
количественные характеристики серии экспериментов на ударную вязкость для оп-
ределения КТХ: эффективное количество экспериментальных точек и вес (степень
влияния) каждой из них на КТХ. Предложен также критерий достаточности коли-
чества значений ударной вязкости для адекватного нахождения из них КТХ. Опи-
саны многочисленные эксперименты, которые продемонстрировали хорошую кор-
реляцию разброса значений КТХ, полученных предложенным методом, и соответ-
ственных стандартных отклонений.
Ключевые слова: статическая трещиностойкость, критическая температура
хрупкости, энергия разрушения образцов Шарпи, корпус реактора, образцы-свидетели.

Гарантирование целостности элементов конструкций ответственных про-
мышленных объектов в течение всего срока эксплуатации (в т.ч. и сверхпроект-
ного) – одна из важнейших задач современной прикладной науки. Для толсто-
стенных конструкций ключевым ее условием является обеспечение сопротивле-
ния внезапному (хрупкому) разрушению. При этом условие достаточной хрупкой
прочности (ХП) элемента конструкции c предполагаемым или существующим в
нем дефектом имеет вид
K £ K IC / k , (1)
I
S
где K I – расчетный коэффициент интенсивности напряжений (КИН); K IC – стати-
ческая трещиностойкость; k S – коэффициент запаса прочности. Статическая тре-
щиностойкость металла в исходном состоянии существенно зависит от рабочей
температуры и в нормативной документации атомной промышленности регла-
ментируется экспоненциальной функцией
K IC ( )T = A + A e× a (T T- K ) , (2)
2
1
где А 1 – минимальное значение статической трещиностойкости; А 2 и a – эмпири-
ческие коэффициенты; Т K – критическая температура хрупкости (КТХ) металла.
Построенную по уравнению (2) кривую индексируют с помощью КТХ в странах,
эксплуатирующих водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР), а в западных
странах, США и Японии в качестве такого параметра принимают переходную
температуру (ПТ) (“transition temperature”). Несмотря на методические различия
в определении КТХ и ПТ, по физическому смыслу они подобны.
В разных странах мира статическую трещиностойкость металла корпусов
реакторов (КР) в исходном состоянии оценивают на основании результатов мно-

Контактная особа: И. В. ОРЫНЯК, e-mail: igor_orinyak@yahoo.com
26