Для обеспечения мгкрохрупкого
разрушения толщина образца Ь должна быть тем больше, чем больше
К1с и чем меньше о0 , (табл. 1), что
регулируется следующей эмпирической формулой:
(10)
Коэффициент 2,5 установлен при
испытаниях ряда высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов.
Нетрудно видеть, что для
материала с о0 2 = 50 кгс/мм2
(ав = 75 кгс/мм2) и о012 = 75
кгс/мм2 (ав = 100 кгс/мм2) толщины
образцов столь значительны, что затрудняется или даже исключается
возможность определения К 1с по следующим
причинам:
1) сечение образца (в особенности при
о0]2 = 50 кгс/мм2) превосходит в большинстве
случаев сечение изделия;
2) испытание таких крупных образцов мало
показательно, так как не удается в них избежать металлургических дефектов
(ликвации, недостаточной прокованное™ сердцевины и т. д.), неоднородности
микроструктуры, случайных дефектов;
3) недостаточно мощные испытательные
машины.
Отсюда следует важный вывод, что
в обычных условиях корректнее опре« деление К!с может
быть проведено лишь на материалах, имеющих ав не менее чем
100—120 кгс/мм2 (для конструкций с толщиной стенки не менее
22—25 мм), а для высокопрочных сталей с ов — 170—200
кгс/мм2 (для многих конструкций, так как толщина испытуемого
образца при этом снизится до 8—10 мм *).
Основной критерий линейной
механики разрушения К1с имеет необычную
размерность кгс/мм3,/2, которую нельзя представить как некую реальную
физическую величину.
Более ясную физическую
размерность имеет другой критерий линейной механики разрушения,
обозначаемый через б [кгс/мм = (кгс-мм)/мм2 = =
(кгС'м)/(10-см2) ]. Под величиной й понимается
работа, которая требуется, чтобы образовать трещину в 1 мм2,
или сила для продвижения трещины на 1 мм.
В случае плоской деформации и в
момент, когда стабильная трещина переходит в нестабильную (хрупкую
или вязкую, с малой энергоемкостью), величина б приобретет
критическое значение б/с.
Величина й1с связана с К1с
простым математическим выражением
_ (П)
*
Всевозможные попытки по определению К] малопрочиых сталей
на более тонких образцах не привели к успеху. Следует здесь указать, что
титановые и алюминиевые сплавы имеют значительно меньшую величину
Кгс,
чем стали ( — 70 — 200 кгс/мм3/г)«
и для этих материалов определяется при толщине образца порядка 10 — 50
мм).