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.
ten, finns sålunda förutsättningar för att
brott-töjningen överskrides. Det sora bestämmer detta
är bl.a. den nominella spänningen, vilken
påverkar spaltöppningens storlek bakom
sprickfronten, spänningstillståndet, som beror av
plåttjockleken, och temperaturen, som
påverkar töjbarheten.
Dessutom bör beaktas att töjbarheten såsom
nämnts även beror av en eventuell tidigare
plasticering. Om ett nominellt fleraxligt
spänningstillstånd skulle förefinnas i plåten,
påverkar givetvis detta materialets töjbarhet
enligt föregående. Nu är den
spänningsförändring, som uppstår på grund av sprickan, i
själva sprickfronten enaxlig endast intill
plåtytorna, och längre in i godset blir den tvåaxlig.
Tvåaxligheten medför att brott uppstår
tidigare i plåtens inre delar än i de yttre, de
närmare plåtytorna. Sprickfronten blir således
redan härigenom böjd bakåt-utåt. En dylik böjd
sprickfront medför emellertid även att
sprickans lokala fortplantningshastighet vinkelrätt
mot sprickfronten blir betydligt mindre i de
yttre än i de inre, mera centralt belägna
delarna av plåten. I samband därmed torde även
töjningshastigheten i sprickfronten bli lägre
närmare plåtytorna, vilket betyder större
förutsättningar för plastisk deformation före brott.
I förening med den enaxliga spänningen
intill plåtytorna medför detta att rena
skjuv-ningsbrott kan uppstå där.
Det framförda resonemanget skiljer sig från
det vanligen antagna sprickförloppet
därigenom, att här har töjningen och töjbarheten
betraktats, medan man vanligen studerar
spänningarnas storlek. Vilket betraktelsesätt som
är riktigast kan måhända diskuteras. För mig
synes det emellertid vara naturligt, att
töj-ningens storlek bör komma in i bilden,
eftersom en viss töjningshastighet allena ej a priori
är ett kriterium för brott.
Inte ens för rent spröda brott är enbart en
viss töjningshastighet ett tillräckligt villkor för
brott. Det fordras att brottöjningen
överskrides.
Ur metallfysikalisk synpunkt är det kanske
mer tilltalande att betrakta den erforderliga
spänningen för klyvbrott. En plastisk
deformation i sprickfronten äger dock som nämnts
alltid rum i högre eller lägre grad vid sprödbrott
i stål, och töjbarheten är olika i olika fall, bl.a.
beroende av tidigare eventuell plasticering. Ur
ingenjörsmässig synpunkt har därför en
betraktelse av töjningen den fördelen att en
påtagligare bild erhålles av töjbarhetens
betydelse. Spänningen i sprickfronten blir den som
motsvarar töjningen vid ifrågavarande
töjningshastighet, temperatur och grad av
fleraxligt spänningstillstånd; den kan rimligtvis
icke bli större än brottgränsen. För sega brott
är det kanske ännu påtagligare, att brotten på
liknande sätt är en naturlig följd av att
töjningen överskridit töjbarheten, varvid de
härför erforderliga spänningarnas storlek i
brottfronten är ointressanta ur konstruktörens
synpunkt.
Fig. 5. Charpy-segheten som funktion av
temperaturen; vid nyckelhdlsprov erhålles värden inom ett
bälte omkring den streckade linjen.
Initiering av sprödbrott
Det har sitt intresse att på liknande sätt
studera själva initieringen av sprickan vid
sprödbrott. Initieringen av sprödbrott i sega stål
åstadkommes vanligen genom att provstavar
belastas statiskt med låg töjningshastighet, eller
dynamiskt med hög töjningshastighet.
Charpy-provet kan anses vara ett dynamiskt
prov. Därvid erhålles i anvisningens botten en
hög töjningshastighet, vars storlek beror bl.a.
av anvisningens form. Vid nyckelhålsprov blir
töjningshastigheten betydligt lägre än vid
vanligt V-notchprov, eftersom förlängningen i
förra fallet blir fördelad över en större sträcka.
Som en konsekvens härav ligger den s.k.
Char-py-kurvan för nyckelhålsprov till vänster om
Charpy-kurvan för V-notchprov i ett
slagseghets-temperatur-diagram, fig. 5. Förhållandet
vid Charpy-provet motsvarar i princip det
beskrivna förhållandet vid en sprickas
fortplantning, eftersom det är töjningshastigheten
och töjningens storlek som är avgörande för
brottet.
Vid dragprov med anvisade provstavar kan
lasten antingen successivt höjas, varvid
töjningshastigheten är låg, eller också kan en
explosionsartad lokal belastning ifrågakomma".
I det senare fallet blir töjningshastigheten hög
och brott initieras lätt. Huruvida sprickan
fortplantas i plåten beror av temperaturen och den
pålagda nominella dragspänningen såsom
berörts. I det förra fallet uppstår en plasticering
av materialet vid anvisningens botten.
Därigenom fördelas de på grund av
spänningskoncentrationen uppkommande höga spänningarna
inom ett förhållandevis stort område framför
anvisningen. Av bl.a. Pfeiffers prov0 att döma
tycks normala ståls töjbarhet vara så stor att
brott ej initieras förrän den nominella
dragspänningen nått materialets sträckgräns och en
allmän plasticering sålunda har ägt rum. I
samband därmed ökar givetvis även töjningen vid
anvisningen med påföljd att så småningom
brottöjningen överskrides. Vid mycket låga
temperaturer förefaller det emellertid vara
troligt att töjbarheten kan bli så låg att brotten
initieras för nominella dragspänningar mindre
än materialers sträckgräns vid temperaturen
i fråga.
Eftersom spänningstillståndet vid
anvisningens botten i hög grad måste bero av anvis-
224 TEKNISK TIDSKRIFT 1 960 H. 11
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
