Особенности разрушения тонких стальных образцов при растяжении

Показано, что разрушения при реализации аварий в нефтегазовой отрасли отличаются высвобождением энергетического потенциала углеводородов и многостадийностью. Нередко вторичные разрушения бывают более значительными и вуалируют первичные акты разрушения, поэтому при расследовании причин аварии возникают трудности, связанные с определением механических характеристик стали. Разрушенные фрагменты не позволяют изготовить стандартные образцы для механических испытаний, поэтому ограничиваются оценкой твердости стали или изготовлением и испытанием стандартных образцов, захватывая металл, непосредственно не прилегающий к зоне разрушения. Актуальной задачей является определение механических характеристик на компактных образцах. Предлагаемые результаты являются фрагментом всесторонних исследований особенностей оценки механических характеристик с применением нестандартных образцов из различных марок сталей. Авторы поставили цель – уточнить полученные ранее результаты по определению механических характеристик стальных плоских компактных образцов, таких как удельная работа разрушения, пределы прочности и текучести, относительное удлинение. Следующая задача связана с оценкой влияния объема металла, подвергнутого испытанию для определения механических характеристик. Исследовали также, как меняются магнитные характеристики стальных образцов при утонении. Испытание представительной пробы стальных образцов различных марок подтвердило полученные ранее результаты, которые сводятся к тому, что увеличение толщины испытуемых образцов приводит к формированию степенной или логарифмической зависимости удельной работы разрушения. Эта зависимость, независимо от марки стали, асимптотически приближается к удельной работе разрушения стандартных плоских образцов минимальной допустимой толщины. Показано также, что фактический объем образца, который участвует в акте деформирования и разрушения, влияет на результат определения механических характеристик. Показано экспериментально, что тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля имеет монотонно убывающий характер при утонении образца. Однако при этом образуются экстремумы, которые указывают на перестройку системы при утонении. Построенная методом наименьших квадратов линия тренда пересекает ось абсцисс (ось абсцисс – толщина пластины) на значение 0,01 мм. Это значение можно определить как верхнее значение предела изменения дробно размерного слоя.