Запропоновано й обгрунтовано дислокаційну модель втрати рівноваги субмікротріщини з урахуванням стохастичної природи далекодіючих полів мікронапружень. Уперше на кількісному рівні описано закономірності впливу густини дислокацій і розмірів зародкових тріщин на рівень зовнішніх напружень, необхідних для втрати рівноваги та перехід у катастрофічне поширення субмікротріщини, а також отримано вирази для визначення величини ефекту впливу випадкових мікронапружень на макроскопічне напруження втрати рівноваги зародкової тріщини залежно від густини дислокацій і розмірів субмікротріщин і для прогнозування ймовірності цього ефекту. Встановлено закономірності впливу пластичної деформації та середнього розміру зерна на величину розглянутого ефекту. Проаналізовано вклад цього ефекту в статистичний розкид макроскопічного напруження квазікрихкого руйнування. Обгрунтовано статистичну природу останнього.

Наведено результати комп'ютерного моделювання виникнення та втрати рівноваги зародкових тріщин у металі, який складається з зерен випадкових розмірів та орієнтацій з урахуванням флуктуації мікронапружень і мікродеформацій. Побудовано функції розподілу ймовірності квазікрихкого руйнування для широкого інтервалу зміни величини найбільш імовірного зерна та дисперсії розмірів зерен. Встановлено, що ці функції з достатньою точністю можна апроксимувати трипараметричним розподілом Вейбулла. Отримано залежності параметрів Вейбулла від розмірів зерен і значень їх дисперсії.

Запропоновано нову методику дослідження водневого окрихчення (ВО) сталей, яка базується на використанні фізично обгрунтованого кількісного критерію оборотного впливу водню. Цей критерій визначається із співвідношення між величинами дійсного напруження руйнування металу в наводненому і початковому станах. Методика передбачає використовування стандартних циліндричних зразків, які деформуються одновісним розтягом у визначеному інтервалі температури. Для ілюстрації можливостей нової методики подано результати експериментів з ВО сталі 09Г2С.

Показано можливість використання нових фізично обгрунтованих характеристик в'язкості металу та окрихчуючої дії концентратора напружень з метою аналізу квазікрихкого руйнування, ініційованого короткими тріщинами. Запропоновано методику експериментального визначення величини параметра, який характеризує окрихчуючу дію цих дефектів, та отримано наближену залежність для розрахунку його значення для короткої тріщини. Для типових конструкційних сталей встановлено залежність коефіцієнта запасу в'язкості сталі з короткою тріщиною від рівня її міцності. Сформульовано вимоги до рівня в'язкості, за якого дефекти цього типу не є небезпечними.

З позицій сучасних фізичних уявлень викладено розуміння природи ефективного впливу на структуру та механічні властивості вуглецевих сталей тих методів зміцнення, які засновані на використанні технології швидкісної електротермічної обробки (ШЕТО). Показано, що позитивний вплив ШЕТО на механічні властивості сталі при її зміцнюванні пов'язаний з формуванням специфічного структурного комплексу сталі, подібного тому, що за умов звичайної традиційної пічної термообробки можна досягти лише за допомогою ефективного легування, що не завжди економічно доцільно для сталей масового застосування.

Стисло викладено основні етапи становлення і розвитку української школи фізичного металознавства, основаної академіком АН УРСР В. Н. Гриднєвим. Починались її роботи з досліджень специфіки впливу швидкісного електронагріву на механізм та кінетику фазових перетворень в сталях і сплавах, але з бігом часу вони переросли у дослідження фізичної природи міцності, пластичності і механізмів руйнування сталей та сплавів з метою підвищення рівня міцності, надійності та довговічності виробів сучасної техніки.

Ключ. слова: энергия связи, объем атома, плотность энергии, упругие модули, предельная прочность, критерий разрушения
Індекс рубрикатора НБУВ: В251.104 + Ж377

Рубрики:

Руйнування крихке < Теорія пружності >

Шифр НБУВ: Ж23022 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К206.043

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К206.22-1

Рубрики:

Міцність металів та сплавів

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: квазихрупкое разрушение, концентрация напряжений, вероятность разрушения, статическое напряжение скола, хрупкая прочность
Індекс рубрикатора НБУВ: К204.38 + В378.6

Рубрики:

Дефекти термічної обробки металів і сплавів

Механічні властивості монокристалів металів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: образец "Шарпи", ударная вязкость, концентрация напряжений, коэффициент вязкости, конструкционная сталь, прочность
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.230.62-1

Рубрики:

Механічні властивості конструкційної сталі

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изложена целостная физически обоснованная система представлений о факторах, контролирующих предельный уровень прочности металла на трех масштабных уровнях: атомном, микро- и мезоуровнях, а также на макроуровне (прочность металла в конструкции). Освещены результаты молекулярно-динамического моделирования деформирования металлических наночастиц и разработанные на их основе представления об атомистике процессов потери устойчивости, деформации и разрушения идеальных кристаллов и металлических наночастиц. Установлена связь между объемными энергетическими изменениями при деформации кристалла. Рассмотрена статистическая модель хрупкого разрушения поликристаллов, основанная на концепции зародышевых трещин. Приведены экспериментальные данные о влиянии структурного состояния конструкционных сталей на уровень предельной прочности металла.

Ключ. слова: трубная сталь, вязкость разрушения, охрупчивание, состаренная сталь, испытания по Шарпи
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.234.770.624

Шифр НБУВ: Ж61773 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Узагальнено літературні дані, а також наведено результати оригінальних досліджень з проблем моделювання міцності та руйнування нанокристалів ОЦК-металів. Показано, що характерною особливістю процесу деформації нанокристалів ОЦК-металів є ефект втрати стабільності нанокристала, що виявляється в різкому падінні рівня напружень у нанокристалі. У даному випадку ступінь падіння розтягальних напружень може досягати 70 %. Втрата стабільності відбувається у результаті перебудови кристалічної структури, що є механізмом необоротної (пластичної) деформації цього класу матеріалів. Показано, що рушійною силою цих перебудов є дотичні напруження. Установлено принципові відмінності між втратою стабільності на атомному (рівень елементарної комірки) та нанорівні. На прикладі моделювання за допомогою методу молекулярної динаміки гідростатичного розтягу нанокристалів молібдену та заліза проаналізовано закономірності утворення тріщин у нанокристалах. Показано, що утворенню атомногострих тріщин передує зсувна нестабільність нанокристала, а самі тріщини розкриваються в площинах зсуву {110}. Розглянуто роль флуктуацій у процесі втрати стабільності нанокристалів. Підкреслено, що розробка моделей зсувної нестійкості й тріщиноутворення в нанокристалах є актуальною проблемою створення фізичних основ міцності та пластичності цього нового класу матеріалів.

Ключ. слова: компьютерное моделирование, молекулярная динамика, нанокристалл, ОЦК-металл, механизм разрушения, растяжение, деформация
Індекс рубрикатора НБУВ: К290.62 + В371.236 + В376.3

Рубрики:

Механічні властивості металів і сплавів з іншими властивостями

Крихкість. Пластичність

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: прочность, хрупкая прочность, сталь, пакет, цементит, оптимизация структуры
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.062.22

Рубрики:

Крихка міцність (крихкість) заліза та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: неоднородность зеренной структуры, железо, углеродистые стали, "хрупкая прочность"
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.02

Рубрики:

Кристалічна будова заліза та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: прочность, вязкость, хрупкая прочность, структура, зерно феррита, цементитная частица, оптимизация структуры, критическая температура хрупкости, вязкость по Шарпи
Індекс рубрикатора НБУВ: К222.104.3

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в сталях різних структурних класів. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: прочность, вязкость, хрупкая прочность, структура, оптимизация структуры, критическая температура хрупкости, вязкость по Шарпи
Індекс рубрикатора НБУВ: Ж306.22

Рубрики:

Міцність матеріалів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Разработан новый подход к оценке способности стали сопротивляться хрупкому разрушению, основанный на физических представлениях о микромеханизме перехода металла из пластичного состояния в хрупкое. В рамках этого подхода предложены микроскопические характеристики стабильности пластичного состояния металла: параметр и коэффициент механической стабильности. Изложена методика их экспериментального определения. Проанализирована связь коэффициента механической стабильности с такими стандартными характеристиками как пластичность при одноосном растяжении и ударная вязкость. Введена новая характеристика - силовой эквивалент охрупчивания, позволяющая в единой шкале описать охрупчивающее действие разных по физической природе факторов: сложное напряженное состояние; концентрация напряжений; низкие температуры; динамическое нагружение. Получен критерий, описывающий стабильность пластичного состояния металла в вершине макротрещины, и предложена методика экспериментального определения величины силового эквивалента охрупчивания для стандартного образца с трещиной. На примере типичных представителей конструкционных сталей низкой, средней и высокой прочности проанализированы закономерности влияния прочности стали на величину коэффициента механической стабильности. На основании этих данных сопоставлены конструкционные стали с точки зрения их стабильности по отношению к охрупчивающему действию трещиноподобных дефектов.