Хрупкий излом

Температуру, при которой поглощение энергии равно 20 Дж, называют температурой перехода от пластического разрыва к хрупкому излому при ударе. Любая из следующих величин может быть названа температурой перехода для хрупкой стали: температура, соответствующая показанию прибора 20 Дж; средняя температура между пластическим разрывом и хрупким изломом; точка перегиба Б-образной кривой; самая низкая температура, при которой образцы обнаруживают 100%-ный пластический разрыв при разломе; температура, при которой половина площади разлома пластичная и половина хрупкая; самая высокая температура, при которой ни одна часть поверхности разлома не пластична.

Хрупкий излом особенно наглядно проявляется в сварных конструкциях. Тепловые деформации при сварке создают большое остаточное напряжение и могут способствовать хрупкому излому. Величины подобных остаточных напряжений обычно такие же, как и величины предела текучести стали.

Хрупкий излом возникает только при температуре ниже температуры перехода стали. Как правило, предназначенная для строительных конструкций сталь должна иметь температуру перехода более низкую, чем любая вероятная эксплуатационная температура. Необходимо также высококачественное выполнение работ: порезы, ожоги и другие дефекты усиливают напряжения там, где может начаться хрупкий излом.

Существует несколько методов для снижения температуры перехода стали. Хрупкий излом вызывается наличием малых атомов, рассеянных в стали, главным образом углерода и кислорода. Углерод оказывает наиболее заметное влияние, поэтому уровни его содержания в строительных сталях бывают ниже 0,25%. Сварочные стержни для строительных целей содержат не более 0,1 % углерода. Мелкозернистые стали обладают более низкими температурами перехода, чем крупнозернистые.

Никель отличается высокой ударной вязкостью, хорошо сплавляется со сталями. Низкоуглеродистая сталь, содержащая 3,5% никеля, может успешно применяться при — 100° С, 9% — при -195° С. Марганец также благоприятно влияет на качество стали, но менее интенсивно, чем никель. Нержавеющие стали с добавкой 9% никеля абсолютно ударно-вязки.