Хладноломкость.

Явление хладноломкости, т.е. хрупкого разрушения, связанного с действием низких температур, впервые стало предметом широкого обсуждения в связи с бурным строительством железных дорог в конце XIX века.

Особенностью низкотемпературной службы является ужесточение требований к материалу по пластичности и вязкости. Определенную сложность представляет выбор необходимого уровня пластических и вязких свойств. Обычно минимальная рабочая температура определяется температурой вязко-хрупкого перехода, при которой вязкость падает до неприемлемо малых значений.

Эту характеристику можно оценивать, в частности, задавая требуемый уровень ударной вязкости или долю вязкой составляющей в изломе и определяя соответствующие критические температуры, например температуры, соответствующие KCV = 20 и KCU = 30 Дж/см² или F_в = 50 %.

Однако вид излома в некоторых случаях не дает объективной оценки критической температуры хрупкости. При испытании аустенитных сталей излом сохраняет вязкий характер во всем температурном диапазоне. Объективная оценка вида изломов высокопрочных сталей типа 20ХГНР также затруднена, так как излом, как правило, имеет однородный матовый или бархатистый характер.

Проведение испытаний на динамический изгиб образцов с концентратором напряжений позволяет дополнительно учесть влияние скорости нагружения и получить при этом более высокие критические температуры большинства сталей.

На практике при низких температурах могут наблюдаться хрупкие разрушения при напряжениях ниже предела текучести. Это происходит потому, что в металле всегда имеются трещины или трещиноподобные дефекты. Они являются концентраторами напряжений и инициируют разрушения.

Для оценки несущей способности изделий, ослабленных трещинами, используют подходы механики разрушения, позволяющие определить характеристики трещиностойкости.

Трещиностойкость можно оценивать при разных видах нагружения: статическом, динамическом, циклическом, длительном статическом.

Температурная зависимость предела
текучести и вязкости разрушения деформированной высоколегированной конструкционной стали