(х 1), деформация образца при растяжении происходит по закону, определяемому общей диаграммой для этого нагружения. Разрушаются такие образцы по металлу с меньшими прочностными характеристиками при нагрузках, отвечающих его временному сопротивлению. При относительной толщине слоя меньше единицы характер деформирования образца и место его разрушения зависят «от степени так называемого контактного взаимодействия, приводящего к упрочнению мягкого слоя и смягчению твердого.

2 1

В § 2 гл. III показано, что наиболее характерная структурная неоднородность, образующаяся в зоне сплавления разнородных сталей, представляет собой узкие прослойки — светлотравящуюся со стороны менее легированной стали и темнотравящуюся со стороны высоколегированной. По механическим свойствам первая является мягкой прослойкой, вторая — твердой (рис. 44).

Влияние механической неоднородности — мягких и твердых прослоек сравнительно малых толщин — на работоспособность сварных соединений при различных видах деформации исследовано довольно обстоятельно [2, 3]. Положительным в указанных исследованиях является то, что в них на основе теоретического анализа напряженного состояния прослоек, существенно отличающихся своими прочностными и пластическими характеристиками от основной массы деформируемого образца, получены расчетные формулы, которые позволяют оценить работоспособность сварного со-

единения при наличии в нем механической неоднородности. При ныводе этих формул исходили из того, что в процессе растяжения образца с мягкой прослойкой в тот момент, когда средние напряжения достигают предела текучести металла прослойки, в последней возникает пластическая деформация. Однако развитию такой деформации препятствует соседний более прочный металл, еще продолжающий работать упруго, что приводит к возникновению на контактных поверхностях касательных напряжений. В результате эта прослойка в приконтактной области даже в случае одноосного растяжения становится объемно напряженной. Возникающее в приконтактных областях мягкой прослойки сложнонапряжен-ное состояние распространяется лишь на некоторую глубину. Поэтому его влияние на свойства мягкой прослойки зависит от размеров (относительной толщины) последней.

При растяжении образца с толстой прослойкой с ростом растягивающего усилия возникающие на контактных поверхностях касательные напряжения увеличиваются и достигают предела текучести металла прослойки для чистого сдвига. В результате этого вдоль контактных поверхностей начинается процесс скольжения, что приводит к вязкому разрушению образца по мягкой прослойке. При толстой мягкой прослойке разрушение по ней возможно и под воздействием нормальных напряжений, если они достигнут уровня временного сопротивления металла прослойки. Следовательно, в сварном соединении с мягкой прослойкой значительной толщины, если прочностные характеристики ее заметно отличаются от таких характеристик основного соседнего металла, возможно преждевременное разрушение от растягивающих нагрузок.

С уменьшением толщины мягкой прослойки ее прочность в процессе растяжения увеличивается вследствие контактного упрочнения. При определенной (довольно малой) толщине прослойки испытываемый образец или сварное соединение с мягкой прослойкой становится равнопрочным металлу их основной части, в связи с чем разрушение может происходить вне прослойки и она, следовательно, в таких случаях не влияет на работоспособность сварного соединения в условиях растяжения. Такая толщина прослойки названа критической.

Следует отметить, однако, что при относительной толщине мягкой прослойки, равной или меньшей критической, разрушение вне ее непременно происходит лишь . в том случае, если металл этой прослойки обладает стойкостью против охрупчивания. В противном случае с переходом прослойки в объемнонапряженное состояние снижается ее сопротивление отрыву. В результате этого нормальные напряжения в прослойке могут достигнуть сопротивления отрыву, что приведет к разрушению элемента по прослойке. Причем, разрушение в этом случае будет хрупким. Следовательно, критическое значение толщины мягкой прослойки зависит от конкретных условий ее работы и должно определяться с учетом свойств материалов и, прежде всего, запаса вязкости металла самой