Портрет трещины - страница 30

Долго ли может жить металл с докритической системой трещин? Быть может вечно? Это было бы слишком хорошо, чтобы быть правдой!

Природа позаботилась и здесь о том, чтобы противопоставить плюсы минусам. Один из таких минусов заключается в следующем. Пусть нагрузка на деталь мала

и несоизмеримо ниже, нежели любые пределы прочности. По всем законам механики трещины не должны были бы расти в этих условиях. Но советский физик С. Н. Журков показал, что даже в этом случае разрушение неизбежно. Вопрос лишь в том, когда оно произойдет. Чем больше приложенная нагрузка, тем неотвратимее конец и тем раньше он наступит. Эту закономерность так и называют временной зависимостью прочности.

С какими же физическими процессами связано убывание прочности со временем? Видимо, их много. Здесь и дислокационные явления, если речь идет о кристаллических материалах. Здесь и подрастание трещин за счет вакансий и дислоцированных атомов. Здесь, как считают некоторые физики, происходит и прямой разрыв атомных связей. И уж, безусловно, протекает разрушение за счет медленного докритического объединения трещин. Однако в целом это явление исключительно сложное и до конца пока что не изученное. Главное, однако, заключается в том, что даже при относительно низких нагрузках беспредельно долго прочным материал быть не может.

Что же делать? Прежде всего стремиться к тому, чтобы количество микротрещин в металлах было минимальным. Также важно, чтобы, уж коль они существуют, размеры их были возможно меньшими. Совершенно необходимо предусмотреть какой-то буферный механизм притормаживания трещин. Простейшим является, конечно же, пластическая деформация. Поэтому желательно, чтобы металл всегда был максимально вязким, без потери в прочности. При выполнении этих условий даже со многими микротрещинами, металл может долго, очень долго служить людям и быть воплощением надежности и прочности.

Но будто бы Трещат при расщепленьи Мельчайшие Частицы Естества!

Леонид Мартынов

Когда-то французский поэт Жан Дипрео писал:

Прав ли он был? Действительно ли трещина ползет так уж и неслышно? Опыт говорит о том, что трещину к молчальникам отнести нельзя. На каждом этапе своего существования – от зарождения до стремительного закритического роста – она непрерывно заявляет о себе вслух. При этом она «вещает» едва ли не во всех диапазонах- от неслышимого инфразвука через весь слышимый нами спектр до ультразвука, также не воспринимаемого нашим слуховым аппаратом.

С чем же связана «говорливость» трещины? Прежде всего дело не только в ней. Любое тело, в котором под воздействием внешней нагрузки распространяются упругие волны, способно совершать колебания. А поскольку каждому телу свойственна собственная частота колебаний, так называемая резонансная, то при нагружении, особенно динамическом, еще задолго до разрушения происходит излучение волн в окружающее пространство. Ударьте по пустому ведру или бочке! Щелкните ногтем по тонкому стакану и вы услышите его звучание. Вспомните, как проверяют хрустальную вазу при покупке. По ней слегка стучат карандашом или ложечкой. Если она цела, звук чистый, звонкий, а если в ней есть трещина, возникает дребезжание. Вот как рассказывает о звучании хрусталя писатель Г. Семенов: «…он любил показывать домочадцам свое искусство: жестким пальцем, смоченным в вине или, если вина не было, в уксусе, вел по краешку вазочки, как по струне, и в какой-то момент в воздухе рождался вдруг тонкий и грустный, серебряный голос баккары, который властно витал по комнате и тихо замирал, вызывая на лице у Демьяна Николаевича торжествующую улыбку. Звуки были чище и гуще, чем звуки виолончели или скрипки, и чудилось всегда будто не хрусталь звучал, не он издавал протяжный ветренный гул или звон, а сам воздух наливался звучным пением… Видя новую вазочку, он говорил возбужденно: – «Ты знаешь, она поет, как снегирь… Какой звон!…»1

Описанное Г. Семеновым звучание создается трением пальца о кромку вазы, возбуждающим так называемые автоколебания хрусталя. Грубо говоря, палец «тянет» участок поверхности до тех пор, пока силы упругости материала не превысят силы трения между хрусталем