Определение порога хладноломкости

Для материалов, работающих в широком диапазоне тем­ператур, важным показателем надежности является порог хладноломкости — температура, при которой происходит охрупчивание материала, т.е. резкое снижение ударной вязкости. Эффект хладноломкости наблюдается у многих металлов и сплавов (особенно характерно для металлов, имеющих решетки ОЦК и ГПУ). Так, например, вязкость низкоуглеродистых низколегированных сталей при пони­жении температуры резко уменьшается.
Порог хладноломкости определяют сериальными испы­таниями. При разных температурах определяют ударную вязкость на образцах с надрезом. В результате проведения серии испытаний строится сериальная кривая (рис. 2.16).

кривая усталости
Рисунок 2.16 - Порог хладноломкости крупнозернистой (1) и мелкозернистой (2) стали

Хладноломкость характеризуют верхней (Тв) и нижней (Тн ) границей порога хладноломкости. Выше температуры Тв материал обладает максимальной ударной вязкостью, ниже Тн ее значения минимальны, т.е. в интервале температур Тв...Тн происходит переход от вязкого разрушения мате­риала к хрупкому. Часто порог хладноломкости оценивают температурой, при которой значения ударной вязкости составляют 50% максимальной, его обозначение — Т50.
Для разных материалов переход к хрупкому разруше­нию может быть плавным или резким. На порог хладно­ломкости оказывают влияние величина зерна, химический состав, масштабный фактор (размеры изделия), концентра­торы напряжений и другие факторы.
Изделия, если это возможно, следует эксплуатировать при температурах выше порога хладноломкости, тогда хрупкое разрушение исключается. Чем выше порог хладно­ломкости, тем больше склонность металла к хрупкому раз­рушению (например, если он выше 20 °С, металл хрупко разрушается при комнатной температуре).
Для эксплуатации в северных условиях необходимы стали с низким порогом хладноломкости — «северного исполнения». Снижение порога хладноломкости достига­ется легированием никелем.