Page 26 - Автореферат Греділь М.І.

24

Дослідили ефективність ТС на основі таніну за вищої частоти циклічного
навантаження, вважаючи, що приріст тріщини за цикл у повітрі частотно незале-
жний. Згідно з отриманими результатами, наведеними на рис. 18, збільшення час-
тоти від 1 до 10 Гц звужує діапазон ΔK, в якому спостерігається зупинка тріщини.
Встановили значення ΔK, які вказують на старт тріщини після її зупинки (кінець
плато) та максимальну швидкість РВТ у повітрі da/dN, за якої можлива зупинка
тріщини під впливом ТС.
Швидкість росту тріщини в
м/цикл за вищої частоти менша майже
на порядок (табл. 5). Однак, якщо
швидкість росту тріщини виразити в
м/с, то вона близька для обох частот
-7
(6…8·10 м/с). Це свідчить про клю-

Рисунок 19 – Втомна тріщина в сталі 20, чову роль часу взаємодії ТС з металом
заповнена продуктами взаємодії таніну берегів тріщини. Цю швидкість про-
з металом її берегів поновано розглядати як критичну, ви-
ще якої введення ТС на основі таніну
Таблиця 5 – Критичні параметри РВТ не забезпечує зупинку тріщини.
у сталі 20 за впливу водного розчину Отже, створення штучного ЗТ
таніну (20 г/л) запропонованим способом полягає у
Частота, ΔK, da/dN, da/dN, заповненні порожнини тріщини твер-
1/2
Гц MПa·м м/цикл м/с дими продуктами взаємодії свіжоутво-
-7
-7
1 33 6·10 6·10 реного металу поверхні руйнування з
10 24 8·10 8·10 таніном. Для розуміння природи взає-
-8
-7
модії ТС з металом у порожнині трі-
щини за високого рівня ΔK провели мікрофрактографічний аналіз поверхонь вто-
1/2
много руйнування та розрахували крок боріздок, який для ΔK ~ 33 MПa·м ста-
-7
новить 0,32 мкм, що відповідає швидкості РВТ 3,2·10 м/цикл. Ця швидкість є
близька до безпосередньо визначеної, що вказує на приріст тріщини у кожному
циклі навантаження. Отже, умовою максимального зниження швидкості РВТ вна-
слідок дії таніну є формування свіжоутвореної поверхні у вершині тріщини, яка з
ним хімічно взаємодіє. За нижчих значень ΔK, коли свіжа поверхня утворюється
не в кожному циклі, а береги тріщини покриті плівками продуктів взаємодії, захи-
сний ефект слабший. Водночас при вищих ΔK, незважаючи на подальше утво-
рення свіжої поверхні у вершині тріщини у кожному циклі навантаження, ефект
заповільнення РВТ теж слабшає через часове обмеження взаємодії ТС з металом
за високих швидкостей росту тріщини.
Відомий механізм взаємодії таніну з металом, який полягає в утворенні ме-
талохелатних плівок, однак для значного нагромадження у порожнині тріщини
продуктів такої взаємодії, що спричиняє повну зупинку тріщини, цього недостат-
ньо. Вважали утворення свіжої поверхні на берегах тріщини необхідним чинни-
ком сповільнення РВТ, якому сприятимуть пластичне деформування вершини
тріщини та тертя її берегів. Для обґрунтування такого положення провели експе-
рименти на матеріалах різного класу.