Problem of long-term high temperature strength of metal materials

Abstract

The concept of brittle and ductile-brittle fracture under high-temperature Kachanov-Rabotnov creep laid the foundations of continuum damage mechanics. The article specifies the parameter of damage and formulates a system of interconnected consistent kinetic equations of the creep rate and damage. According to the obtained solutions, theoretical curves of the change in density, creep and long-term strength are constructed.

Keywords

high-temperature creep / creep rupture / thermal brittleness / Kachanov-Rabotnov parameter of continuity and damage / loosening / law of conservation of mass

References

[1] Качанов Л.М. О времени разрушения в условиях ползучести // Изв. АН СССР. ОТН. 1958. № 8. С. 26-31.

[2] Работнов Ю.Н. О механизме длительного разрушения // Вопросы прочности материалов и конструкций. М.: Изд-во АН СССР. 1959. С. 5-7.

[3] Работнов Ю.Н. О разрушении вследствие ползучести // ПМТФ. 1963. № 2. С. 113-123.

[4] Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука. 1974. 311с.

[5] Penny R.K. The use of damage concepts in component life assessment // Int. J. Pres. Ves. & Piping. 1966. v. 66. P. 263-280.

[6] Арутюнян Р.А. Проблема деформационного старения и длительного разрушения в механике материалов. СПб.: Изд-во СПбГУ. 2004. 252с.

[7] Журков С.Н., Нарзуллаев Б.Н. Временная зависимость прочности твердых тел // Журнал технической физики. 1953. том 23. вып. 10. С. 1677-1689.

[8] Журков С.Н. К вопросу о физической основе прочности // Физика твердого тела. 1980. том 22. вып. 11. С. 3344-3349.

[9] Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.В. Кинетическая природа прочности твердых тел. М.: Наука. 1974. 550с.

[10] Арутюнян Р.А. Проблема охрупчивания в механике материалов. // Вестн. С.-Петербург. ун-та. 2009. сер.1. вып. 1. С. 54-57.

[11] Чадек Й. Ползучесть металлических материалов. М.: Мир. 1987. 304с.

[12] Hoff N.J. The necking and rupture of rods subjected to constante tensile loads // Jour.appl.mech. 1953. vol. 20. № 1. P.105-108.

[13] Локощенко А.М. Исследование повреждаемости материала при ползучести и длительной прочности // ПМТФ. 1982. № 6. С.129-133.

[14] Новожилов В.В. О пластическом разрыхлении // Прикладная математика и механика. 1965. № 4. С. 681-689.

[15] Ratcliffe R.T., Greenwood G.W. Mechanism of cavitation in magnesium during creep // Phil. Mag. 1965. vol. 12. P. 59-69.

[16] Betekhtin V.I. Porosity of solids // Trans. St.-Petersburg Acad. Sci. for strength problems. 1997. vol. 1. P. 202-210.

[17] Hanson D., Wheller M. The deformation of metals under prolonged loading. Part 1. The flow and fracture of aluminum // The Journal of the Institute of Metals. 1931. vol. 45. P. 229-264.

[18] Boethner R.C, Robertson W.D. A study of the growth of voids in copper during the creep process by measurement of the accompanying change in density // Trans. of the Metallurg. Society of AIME. 1961. vol. 221. № 3. P. 613-622.

[19] Beghi C., Geel C., Piatti G. Density measurements after tensile and creep tests on pure and slightly oxidised aluminium // J. Mat. Sci. 1970. vol. 5. № 4. P. 331-334.

[20] Brathe L. Macroscopic measurements of creep damage in metals // Scand. J. Metal. 1978. vol. 7. № 5. P. 199-203.

[21] Woodford D.A. Density changes during creep in nickel // Metal science journal. 1969. vol. 3. № 11. P. 234-240.

[22] Куманин В.И., Ковалева Л.А., Алексеева С.В. Долговечность металла в условиях ползучести. М.: Металлургия. 1988. 223с.

[23] Bowring P., Davies P.W., Wilshire B. The strain dependence of density changes during creep // Metal science journal. 1968. vol. 2. № 9. P. 168-171.

[24] Brace W.F., Pauling B.W., Scholz C.H. Dilatancy in the fracture of crystalline rocks // J. Geoph. Res. 1966. vol. 71. № 16. P. 3939-3953.

[25] Kranz R.L., Scholz C.H. Critical dilatant volume of rocks at the onset of tertiary creep // J. Geoph. Res. 1977. vol. 82. № 30. P. 4893-4898.

RIGHTS & PERMISSIONS

Arutyunyan R.A.