Большая Советская Энциклопедия (ХР)
Шрифт:
Условием роста хрупкой трещины является нарушение равновесия между освобождающейся при этом энергией упругой деформации и приращением полной поверхностной энергии (включая и работу пластической деформации тонкого слоя, примыкающего к краям трещины). Хрупкая прочность элемента с трещиной обратно пропорциональна
Склонность материала к хрупкому разрушению оценивают обычно по температурным зависимостям работы разрушения или характеристик пластичности, позволяющих определить критическую температуру хрупкости Ткр , т. е. температуру перехода из пластического состояния в хрупкое. Чем выше Ткр , тем более материал склонен к хрупкому разрушению.
При рассмотрении макроскопических закономерностей хрупкого разрушения необходимо учитывать две независимые характеристики — сопротивление пластической деформации (предел текучести ss ) и сопротивление хрупкому разрушению (хрупкая прочность, сопротивление отрыву Soт ). При понижении температуры испытания, введении надрезов — концентраторов напряжения, увеличении скорости деформации ss возрастает быстрее, чем Soт , вследствие чего происходит переход от вязкого разрушения к хрупкому (рис. ).
Представление о возникновении хрупкого разрушения как результате небольшой предварительной пластической деформации лежит в основе дислокационной теории разрушения. Зарождение хрупких трещин связывают с плоским скоплением линейных дефектов кристаллической решётки — дислокаций — перед каким-либо препятствием, которым могут служить границы зёрен или субзёрен, различные включения и т.п. При этом возникает высокая концентрация напряжений , пропорциональная касательному напряжению от внешней нагрузки и длине скопления дислокаций.
Характерной особенностью хладноломких переходных металлов (см. Переходные элементы , Хладноломкость ) является резкий рост предела текучести при понижении температуры ниже 0,2 от температуры плавления и при повышении скорости деформации. Увеличение сопротивления пластической деформации затрудняет релаксацию напряжений в металле под нагрузкой как на стадии возникновения трещины (перед скоплением дислокаций), так и на стадии её развития (в пластической зоне перед кончиком растущей трещины), способствуя переходу металла в хрупкое состояние.
Вместе с тем Х. — структурно-чувствительное свойство. Неоднородности структуры и состава металлов, рост размеров зёрен, содержание вредных примесей, выделение хрупких фаз, особенно по границам зёрен, повышают Ткр . Атомы элементов, образующие твёрдые растворы внедрения, взаимодействуют с дислокациями, уменьшая их подвижность и способствуя переходу вещества в хрупкое состояние. Очистка металлов от атомов внедрения (С, О, N) понижает Ткр . Легирование может как повышать, так и понижать Ткр вследствие изменения фазового состава и структуры металлов, а также в результате влияния на подвижность дислокаций в металле. Облучение металлов частицами высоких энергий вызывает увеличение сопротивления движению дислокаций, повышает степень закрепления последних и приводит к возрастанию Ткр . Упорядочение в расположении атомов также обусловливает повышение Ткр .
Исследования поверхности разрушения (фрактография) указывают на то, что трещина хрупкого разрушения в металлах и сплавах распространяется вдоль простых кристаллографических плоскостей (скола) либо по границам зёрен. Последний случай обусловлен адсорбционным обогащением границ зёрен вредными примесями (Р, S, Sb и др. элементами в сталях), резко снижающими силы сцепления между зёрнами.
Специфические виды Х. — водородная Х. и замедленное разрушение стали и сплавов — проявляются только при очень низких скоростях нагружения или при длительном воздействии статической нагрузки ниже предела текучести. Металл в этих случаях может не обнаруживать повышенной склонности к хрупкому разрушению при обычных ударных испытаниях. Разрушение развивается в три стадии — инкубационный период, стадия медленного роста хрупкой трещины и быстрый долом после достижения трещиной критической длины. Медленный скачкообразный рост хрупкой трещины в закалённой стали связан с тем, что при закалке возникают упругие микронапряжения, облегчающие рост трещины при невысоких напряжениях, приложенных извне. Облегчение же роста трещины в случае водородной Х. вызывается диффузией Н в область напряжённого состояния перед растущей трещиной.
Лит.: Дроздовский Б. А., Фридман Я. Б., Влияние трещин на механические свойства конструкционных сталей, М., 1960; Атомный механизм разрушения, пер. с англ., М., 1963; Черепанов Г. П., Механика хрупкого разрушения, М., 1974.
С. И. Кишкина, В. И. Саррак.
Схема перехода каменной соли из вязкого состояния в хрупкое при понижении температуры испытания на растяжение (по А. Ф. Иоффе).
Хрусталёв Петр Алексеевич
Хрусталёв Петр Алексеевич (настоящая фамилия — Носарь Георгий Степанович) (1879, Переяслав, ныне Переяслав-Хмельницкий, — 1919, там же), российский политический деятель. В 1906—09 член РСДРП, меньшевик. Летом 1905 член «Союза освобождения» , выступал за создание беспартийной либеральной рабочей организации, был арестован, В октябре 1905 как беспартийный избран председателем Петербургского совета, в ноябре арестован, в 1906 сослан в Сибирь. В 1907 бежал из ссылки за границу; делегат 5-го съезда РСДРП. В годы реакции 1907—10 ликвидатор , затем отошёл от политической деятельности. В 1914 вернулся в Россию. В 1918 сотрудничал с П. П. Скоропадским и С. В. Петлюрой ; расстрелян за контрреволюционную деятельность.
Хрусталик
Хруста'лик, чечевицеобразное прозрачное тело (двояковыпуклая линза), расположенное внутри глазного яблока, позади радужной оболочки , против зрачка ; часть светопреломляющего (диоптрического) аппарата глаза позвоночных животных и человека. Структурно Х. делится на передний эпителий и тело, состоящее из волокон и межклеточного цементирующего вещества. Снаружи Х. одет капсулой — эластичной пластинчатой оболочкой. В Х. различают переднюю и заднюю поверхности и соответственно передний и задний полюса, через которые проходит оптическая ось глаза. Экватором Х. называется максимальная окружность по боковой поверхности в плоскости, перпендикулярной оптической оси. В зоне экватора к капсуле прикреплена круговая циннова связка; изменение её натяжения меняет кривизну поверхности Х., в результате чего у высших позвоночных осуществляется аккомодация . У рыб и земноводных Х. подвешен на связке и при аккомодации отодвигается или придвигается к сетчатке с помощью специальной мышцы. В эмбриональном развитии Х. образуется из покровного эпителия под индуцирующим влиянием зачатка глаза. Вода в Х. составляет около 65%, белки 35%. Х. позвоночных растет в течение всей жизни. В результате склерозирования Х. происходит возрастное ослабление аккомодации (см. Пресбиопия ). Наиболее распространённое патологическое изменение Х. — его помутнение (катаракта ).
О. Г. Строева.
Хрусталь
Хруста'ль (от греч. kr'ystallos — кристалл), особый вид стекла , в состав которого входит в значительных количествах окись свинца (или бария). Название «Х.» было дано по аналогии с горным Х. Способы украшения изделий из Х. — гравировка, огранка, резьба, шлифовка. Благодаря содержанию свинца и определённому подбору углов, образуемых гранями изделия из Х. отличаются необыкновенно яркой, многоцветной игрой света.