Коэффициент вязкости разрушения различных материалов

Материал	К1с , МПа м1/2
Конструкционные стали	33 – 300
Высокопрочные чугуны	30 – 75
Титановые сплавы	28 – 115
Алюминиевые сплавы	17 – 48
Технические керамики	3 – 25
Полимерные материалы	0,5 – 2,8

Возможности «управления» статической трещиностойкостью наиболее широки у конструкционных сталей, о чем и свидетельствуют наиболее высокие значения К_1с.

Повышение характеристик надежности сталей достигается при учете всех факторов, которые помогают реализации высокой прочности материала в конструкции. К таким факторам относятся конструктивный, масштабный, металлургический, технологический, металловедческий (связанный с химическим составом и структурой) и эксплуатационный:

а) конструктивный – при проектировании деталей предусматривают максимальное сглаживание всех переходов, уменьшение остроты концентраторов напряжений;

б) масштабный– при проектировании (при возможности) уменьшают габариты деталей, потому что для крупных деталейК_1си многие прочностные характеристики имеют пониженные значения. Кроме того, в крупных деталях возрастает вероятность наличия трещин большого размера;

в) химический – специальное легирование; например, стали легируют никелем (для повышения пластичности), кремнием (для повышения температуры отпуска и полного снятия остаточных напряжений);

г) металлургический – стали выплавляют особовысококачественными, т.е. содержащими минимум серы, фосфора, газов, а также неметаллических включений. Для устранения вредных примесей применяют переплавы – электрошлаковый (ЭШП), вакуумно-дуговой (ВДП) и электронно-лучевой (ЭЛП); алюминиевые сплавы выплавляют нескольких категорий качества – повышенной чистоты (пч) и особовысокочистые (оч) – по содержанию железа и кремния;

д) структурный – в сталях обеспечивают получение мелкого зерна (для эффективного торможения распространения трещин на границах зерен); в алюминиевых сплавах применяют термообработку по режиму перестаривания (для некоторого увеличения размеров частиц упрочняющих фаз);

е) технологический – при механической обработке регламентируют последовательность переходов, количество проходов при токарной обработке, чистоту поверхности, направление рисок по отношению к приложенным напряжениям;

ж) эксплуатационный – для избежания насыщения водородом при контакте с водой применяют покрытия; для снижения растягивающих напряжений на поверхности применяют поверхностное пластическое деформирование (ППД) – создание напряжений сжатия путем вибронаклепа, дробе- и пескоструйной обработки, обкатки роликами, алмазного выглаживания.