М а т е р и а л ы X В с е р о с с и й с к о й н а у ч н о - п р а к т и ч е с к о й к о н ф е р е н ц и и
299
Эксплуатация автомобиля, его узлов, агрегатов и деталей часто
сопряжена с воздействием циклических нагрузок не только в условиях
нормальных температур, но также криогенных и повышенных[4,21,22].
Однако сведения о влиянии температуры усталостного нагружения
конструкционных материалов узлов, агрегатов и деталей автомобилей
ограничены [23,24]. Усталостное разрушение материалов происходит в
условиях повторяющихся знакопеременных напряжений, значение которых
ниже пределов прочности.
Механизм разрушения связан [25-30] с неоднородностью структуры
материала, а именно наличием примесей, дефектов кристаллической решетки,
царапин, коррозии и пр. В результате воздействия переменных нагрузок на
границе отдельных включений и вблизи микроскопических полостей и
дефектов возникают концентрации напряжений, которые приводят к
микропластическим деформациям сдвига в зернах металла. В результате
появляются микротрещины, которые достаточно быстро разрастаются. По мере
роста трещины, поперечное сечение детали ослабевает, что и приводит к ее
мгновенному катастрофическому разрушению
.
Процесс разрушения металлических материалов под воздействием
циклических нагрузок состоит из трех основных стадий:
−
инкубационный период - до появления микротрещины;
−
рост микротрещины;
−
быстрый долом.
Они зависят от структуры материала, формирующейся при
предварительной технологической обработке, условий эксплуатации
(температуры, в частности). Температура циклического нагружения
существенно влияет на долговечность металлов и сплавов, а также на
сопротивление усталости, которые в большинстве случаев ухудшаются с
повышением температуры испытания [21,22,26].
YashidaS.e.a. в ходе своих испытаний установил зависимость снижения
предела усталости от температуры циклического нагружения. По данным
испытания при увеличении температуры циклического нагружения от
комнатной до 700
0
С происходит снижение предела усталости нержавеющей
стали SVS 347-B типа XI8HI0 на базе 10
8
циклов от 260 до 190 МПа.
BalthazarY.C.
e.a.
проводил
аналогичные
исследования
для
заэвтектоидного сплава BS 1490LM-30, которые так же показали уменьшение
выносливости на базе 10
9
циклов с 100 до 50 МПа при изменении температуры
от 20 до 250
0
С.
В ряде работ отмечается неоднозначность влияния температур на
сопротивление усталости металлических материалов. Например, циклические
испытания стали Ст3сп при -40
0
Споказывают, что ее сопротивление
усталостному нагружению значительно ниже, чем при температуре 20
0
С.
EleischerHeinze.a. обнаружено заметное повышение усталостной
прочности на образцах из нелегированной стали с 2% углерода при 200…400
0
С, что связано с явлением деформационного старения.
