Современные
представления о разрушении исходят из того, что это процесс, идущий во
времени параллельно с деформацией (упругой или пластической). Особенность
разрушения заключается в том, что оно является значительно более
локальным и структурно-чувствительным, чем все виды деформации.
Действительно, развитие трещины определяется структурой и свойствами
материала в непосредственной близости (на микронных расстояниях) от
ее вершины. Таким образом, характеристики макроразрушения образца или
конструкции определяются локальными процессами в
микрообъемах.
2. Механизмы зарождения
трещин
Как уже
отмечалось, атомный механизм зарождения трещин качественно одинаков при
хрупком и вязком разрушении. Считается, что микротрещины в момент
зарождения имеют длину ~ Ю-4 мм.
Допустим,
что для зарождения трещины необходимо после разрыва межатомных связей
удалить две вновь образовавшиеся поверхности па одно межатомное
расстояние а. Тогда
теоретическое сопротивление отрыву 507 — напряжение,
необходимое для одновременного разрыва связей между атомами на единице
площади — S0T
— 2y/at где у— поверхностная энергия.
Поскольку у~0,1 Gb,
то 5От^0,2С7, что примерно вдзое больше критического
скалывающего напряжения /КР. Реальные же значения
разрушающих напряжений на несколько порядков меньше, т. е. ситуация
такая же, как при сопоставлении теоретических и экспериментальных
значений /КР. И вновь теория дислокаций позволяв ет объяснить
это противоречие. В современных трактовках используется представление о
том, что зарождение трещин является результатом сильной локальной
концентрации напряжений, чаще всего у дислокационных конфигураций,
формирующихся в процессе предшествующей разрушению пластической
деформации.
Наиболее
часто трещины возникают у вершин скоплений дислокаций вблизи каких-либо
барьеров: включений избыточных фаз, границ зерен, двойников, сидячих
дислокаций и т. д. В непосредственной близости от барьера (рис. 52, а) краевые дислокации в плоском
скоплении могут под действием напряжений оказаться настолько тесно
прижатыми друг к другу, что их экстраплоскости сливаются, а под ними
образуется зародышевая мнкротрещина. Эта схема прямо предполагает
необходимость некоторой пластической деформации, достаточной для
образования дислокацион-
