Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 10 - Töjbarhet och sprödbrott, av Erik Steneroth
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Tc T
Fig. 2. Temperaturens inverkan på sträckgränsen
och på den kritiska spänningen för brott enligt
Norén7- 8 och enligt Pfeiffer
sen och brottgränsen erhålles vid hög
töjnings-hastighet jämfört med ett statiskt prov. I
samband därmed blir brottöjningen avsevärt
reducerad ju högre töjningshastigheten är4.
Man vet även att en sänkning av temperaturen
för stål vanligen har liknande inflytande som
en ökad töjningshastighet5. Om det föreligger
en hög töjningshastighet samtidigt med en låg
temperatur och kanske t.o.m. med ett fleraxligt
spänningstillstånd kan en mycket liten
brott-töjning uppstå. Vad slutligen inverkan av en
tidigare plastisk deformation beträffar vet
man, att en dylik reducerar brottöjningen.
Detta kan man för övrigt lätt övertyga sig om
genom att böja en ståltråd några gånger fram
och tillbaka tills den går av.
Det bör observeras, att brottöjningen normalt
mätes på en viss mätlängd, inom vilken vid
dragprov den insnörda sektionen av
provstaven finns. Man får på så sätt en slags
medel-töjning inom mätlängden. Av större intresse är
egentligen brottöjningen för ett element inom
det mest töjda partiet, dvs. vid dragprov inom
det kontraherade området. Denna töjning är
av naturliga skäl svår att mäta noggrant. Man
kan approximativt räkna ut den lokala
maximala töjningen med ledning av kontraktionens
storlek under antagande av att
kompressibili-teten är noll. Avsättes i diagrammen den lokala
maximala töjningen och den verkliga
spänningen i det kontraherade tvärsnittet, erhålles
kurvor, som i princip åskådliggöres av
punkt-streckade linjer i fig. 1.
Dessa förhållanden är bekanta för metallers
makrobeteende. Det förefaller dock ej finnas
anledning betvivla att samma principiella
förhållanden skulle råda för mikrobeteendet,
eftersom makrobeteendet kan betraktas såsom
något medelvärde av alla små mikrobeteenden.
Det är min hypotes att så är fallet vid det
följande studiet av brottfenomenet i samband med
sprickors initiering och fortplantning. Av
intresse i sammanhanget är, att vid rent spröda
brott är den plastiska deformationen praktiskt
taget obefintlig. Brott sker genom kristallernas
klyvning. Vid sega brott sker en allmän
plasti-cering och kristallerna skjuvas av genom
glidning mellan atomplanen. Vid s.k. sprödbrott i
stål sker normalt en viss plasticering av
materialet i sprickfronten. Klyvning av kristaller-
na föregås sålunda av en viss plastisk
deformation. Storleken av den plastiska
deformationen torde sammanhänga förutom med
töjningshastigheten, spänningstillståndet och
temperaturen med materialets töjbarhet under
ifrågavarande betingelser. Det är härvid av
betydelse, att spänningstillståndet och
töjningshastigheten är olika i olika delar av
sprickfronten. I vissa fall kan rena skjuvningsbrott
förekomma intill plåtytorna.
Sprödbrott — spänningstillstånd
Det finns ett flertal olika metoder för
bestämning av ståls sprödbrottsbenägenhet och
åtskilliga hyllmeter har skrivits om sprödbrott.
Norén0 gör en sammanfattande kommentar av
olika använda metoder. Norén har själv
tidigare i ett flertal arbeten7’8 beskrivit sin egen
metod, vilken innebär dragning av
plåtprov-stavar, i vars båda kanter en sträng svetsats av
sprött svetsgods såsom gjutjärn. Under
dragningen bildas successivt ett flertal sprickor i
svetsgodset. Vid en för varje temperatur kritisk
nominell dragspänning fortplantas en dylik
spontan spricka i svetsgodset genom hela
provstaven. Han erhåller en kurva för den kritiska
spänningen, kallad nominella
klyvningshållfastheten, vilken kurva skär sträckgränskurvan
för materialet i ett
spänningstemperaturdia-gram, fig. 2. Skärningspunkten mellan de båda
kurvorna ligger vid en temperatur som har
döpts till omslagstemperaturen för materialet.
För fartygsstål motsvarar denna temperatur
ungefär det nedre avböjningsområdet för en
Charpy-V-notchkurva.
Norén förklarar brottmekanismen som en
konsekvens av det fleraxliga
spänningstillståndet i sprickfronten, vilket medför stora
huvudspänningar trots små skjuvspänningar. Följden
härav är att kristallerna klyvs, innan någon
större grad av plastisk deformation äger rum.
Det bör här bemärkas, att i själva
sprickfronten är spänningstillståndet enaxligt vid
plåtytorna och tvåaxligt i de inre delarna av
godset på grund av förhindrad tvärkontraktion.
Pfeiffer" efterliknar Noréns prov såtillvida,
att han drar plåtprovstavar i vilkas kanter på
mekanisk väg gjorts skarpa anvisningar. I
botten på frästa skåror pressas en mycket skarp
egg, varefter materialet åldras genom
värmning. Pfeiffers kurva över den kritiska
spänningen för brott skiljer sig från Noréns
därigenom, att vid temperaturer under
omslagstemperaturen följer den kritiska spänningen
sträckgränskurvan. Det är betydelsefullt att vid
Pfeiffers provstavar det plasticerade materialet
i anvisningens botten åldrats. Schaub1 har gjort
liknande prov med dragprovstavar av plåtar,
vilkas båda kanter har en successivt växande
utmattningsspricka.
Schaub3 beskriver spänningsförhållandet i och
intill fronten av dels stationära och dels
kvasi-stationära sprickor i plåtar och metallfolier.
Det påpekas att sprickfronten har en
parabel-formad kontur och att brottmekanismen lik-
222 TEKNISK TIDSKRIFT 1 960 H. 10
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
