Page 75 - Zmist-n2-2015

від 0,6 до 0,75 вже треба пояснювати, принаймні для вихідного стану металу,
ростом розмаху деформацій в околі вершини втомної тріщини.
За R = 0,1 експлу-
атація сталі не впли- Максимальні значення ∆K і K max
дотримання умов плоскої деформації
нула на швидкість
1/2
РВТ у повітрі. Екс- s 0,2 , ∆K, MPa×m для R K max ,
плуатованому металу Стан MPa 0,1 0,6 0,75 MPa×m
1/2
властиве істотне збіль-
шення ефекту закрит- Вихідний 305 10,98 4,88 3,05 12,2
тя тріщини, спричине- Експлуатований 295 10,62 4,72 2,95 11,8
не зростанням шорст-
кості поверхні, що нівелює її потенційне пришвидшення через зниження опір-
ності деградованого металу втомному руйнуванню [6]. Однак за високих R, коли
закриття тріщин вже не визначає кінетику руйнування виявлено відмінності в
швидкості da/dN, здебільш у припороговій ділянці ∆K. Їх відсутність для вищих
∆K узгоджується з усталеними уявленнями про слабку чутливість кінетики втом-
ного росту тріщини на ділянці Періса до мікроструктурних змін у сталях [7] та їх
стану впродовж тривалої експлуатації [8–10].
Корозивне середовище теж неоднозначно вплинуло на РВТ. Для вихідного
стану металу (рис. 1a), якому притаманний високий опір крихкому руйнуванню
[4], середовище за асиметрії R = 0,6 суттєво сповільнює кінетику руйнування в
основному у припороговій області навантажень, через що поріг корозійної втоми
∆K thc навіть перевищив поріг у повітрі ∆K th за R = 0,1. Гальмування корозійного
РВТ у пластичних сталях пояснюють проявом різних чинників: ефектом закриття
тріщин навіть за високих R, корозійним затупленням гострої втомної тріщини та
підвищенням опору мікропластичній деформації наводнюванням металу в околі
тріщини [7, 11, 12]. Очевидно, що навіть за такої високої асиметрії навантаження
може відбуватися закриття тріщини, спричинене продуктами корозії в її вістрі
[8]. Що стосується можливого наводнювання металу у вершині тріщини, то в
експлуатаційних умовах слід брати до уваги і наводнювальну здатність атмо-
сферної корозії сталей [13].
Корозивне середовище в основному негативно вплинуло на ріст тріщини в
експлуатаційно окрихченій сталі, за винятком припорогової ділянки кінетичної
діаграми при R = 0,6. Кінетичній діаграмі при R = 0,75 властиве типове для висо-
коміцних сталей пришвидшення росту тріщини у всьому діапазоні розмаху КІН
∆K. Таким чином, експлуатаційна деградація металу, незважаючи на збереження
низької міцності, формує закономірності корозійно-втомного руйнування, прита-
манні неексплуатованому металу лише у високоміцному стані. Ознаки стрімкого
росту швидкості da/dN за ∆K ~ 6 і 8 MPa для R = 0,75 і 0,6 відповідно, трактують
як прояв схильності високоміцних сталей до корозійного розтріскування. Прак-
тично за таким значенням ∆K, що відповідає K max ~ 22 MPa, можна приблизно ви-
значити пороговий КІН K ISCC, нижче якого не слід очікувати корозійно-статично-
го росту тріщини.
Фрактографічний аналіз експлуатованого металу засвідчив, що за випроб у
повітрі припороговій ділянці КДВР властивий типовий для втоми крізьзеренний
–9
мікрорельєф. До швидкості 7×10 m/cycle на зламі практично домінували фесто-
ни з паралельними рядами втомних борозенок, орієнтованих перпендикулярно до
магістрального напряму поширення тріщини (рис. 2а). За подальшого зниження
швидкості РВТ на ньому з’являються ділянки зі псевдоборозенками, напрямок
яких змінюється від зерна до зерна (рис. 2а, зліва), що свідчить про різну криста-
лографічну орієнтацію в зернах. Це і відрізняє їх від класичних борозенок, розта-
шованих перпендикулярно розвитку тріщини. У нашому випадку ділянки з таки-

79