Коефіцієнт інтенсивності напружень
Коефіцієнт інтенсивності напружень K описує концентрацію напружень на вершині тріщини. Він залежить від розтягувального напруження, довжини тріщини та геометрії деталі. Якщо K перевищує характеристику матеріалу K_IC, тріщина поширюється стрибкоподібно.
Фізико-хімічний механізм дії
На вершині тріщини напруження концентруються. Теоретично напруження там стає нескінченно великим. Коефіцієнт інтенсивності напружень K вказує силу цієї концентрації напружень. K розраховують з номінального напруження, довжини тріщини та коефіцієнта геометрії. Одиниця — MPa·√m. Кожен матеріал витримує до критичного значення K_IC. Якщо K менше за K_IC, тріщина залишається стабільною або росте лише повільно. Якщо K більше за K_IC, тріщина стрибкоподібно поширюється далі.
Металургійна значущість і ризики під час зварювання
Зварні шви часто містять дрібні тріщини або зародкові тріщини. Крім того, залишкові зварювальні напруження створюють високі розтягувальні напруження. І те, й інше підвищує коефіцієнт інтенсивності напружень K. У зоні термічного впливу може утворитися мартенсит. Мартенсит має низьку в'язкість руйнування K_IC. Тоді достатньо вже невеликої тріщини, щоб K перевищив K_IC. Тріщина росте крихко і без попередження. Водень у зварювальному металі підсилює цю небезпеку.
Практика в майстерні та вказівки до дій
Уникай тріщин завдяки чистій підготовці зварного шва та придатним присадним матеріалам. Дотримуйся заданої температури попереднього підігріву. Це сповільнює охолодження і запобігає утворенню твердого мартенситу. Зменшуй залишкові зварювальні напруження цілеспрямованою послідовністю зварювання або відпалом для зняття напружень. Якщо після зварювання знайдеш тріщину, виміряй її довжину та оціни за методом механіки руйнування. Якщо K перевищує допустиме значення, тріщину треба повністю видалити і заварити заново.