Features of brittle fracture of steels at low temperatures

Abstract

В статье рассмотрены особенности хрупкого разрушения сталей в условиях низких температур. Разрушение стальных конструкций чаще всего начинается от концентраторов напряжения (производственные дефекты, сварные швы и т.д.) В результате понижения температуры влияние этих факторов резко усиливается. В этом случае требуется применение металла, способного к пластической деформации при низких температурах, поскольку хрупкое разрушение по своим последствиям значительно опаснее, чем пластичное. Пластическая деформация осуществляется за счет перемещения дислокаций, которые являются проявлением несовершенства кристаллический решетки. Под влиянием напряжений при отсутствии препятствий дислокации свободно перемещаются в решетке металла. Понижение температуры приводит к тому, что возрастающий предел текучести достигает значений хрупкой прочности. Существенное влияние на хладостойкость стали оказывают примеси. Влияние примесей связано в первую очередь с загрязнением границ зерен сплавов и уменьшением сил сцепления на плоскостях спайности. Кроме этого, границы зерен характеризуются значительными нарушениями кристаллического строения и являются участками скопления дефектов структуры и включений. The article deals with the features of brittle fracture of steels at low temperatures. The destruction of steel structures most often begins from stress concentrators (manufacturing defects, welds, etc.) As a result of a decrease in temperature, the influence of these factors increases dramatically. In this case, the use of a metal capable of plastic deformation at low temperatures is required, since brittle destruction is much more dangerous in its consequences than plastic. Plastic deformation is carried out due to the displacement of dislocations, which are a manifestation of the imperfection of the crystal lattice. Under the influence of stresses in the absence of obstacles, dislocations move freely in the metal lattice. A decrease in temperature leads to the fact that the increasing yield strength reaches the values of brittle strength. Impurities have a significant effect on the cold resistance of steel. The influence of impurities is primarily associated with contamination of the grain boundaries of alloys and a decrease in the adhesion forces on the cleavage planes. In addition, the grain boundaries are characterized by significant violations of the crystal structure and are areas of accumulation of structural defects and inclusions.