УСТА́ЛОСТЬ

УСТА́ЛОСТЬ ме­тал­лов и спла­вов, про­цесс по­сте­пен­но­го на­ко­п­ле­ния по­вре­ж­де­ний ме­тал­лич. ма­те­риа­ла (из­де­лия) под дей­ст­ви­ем пе­ре­мен­ных (цик­ли­че­ских) на­пря­же­ний, при­во­дя­щий к из­ме­не­нию свойств, об­ра­зо­ва­нию тре­щин, их раз­ви­тию и раз­ру­ше­нию. По­вре­ж­де­ния в ме­тал­лах при пе­ре­мен­ных на­груз­ках обу­слов­ле­ны пе­ре­ме­ще­ни­ем дис­ло­ка­ций, кон­цен­тра­ци­ей ва­кан­сий и сколь­же­ни­ем атом­ных сло­ёв в кри­стал­лах от­но­си­тель­но друг дру­га.

Спо­соб­ность ма­те­риа­ла ра­бо­тать в ус­ло­ви­ях цик­лич. на­груз­ки оп­ре­де­ля­ет­ся при ис­пы­та­ни­ях об­раз­цов по раз­ным схе­мам на­гру­же­ния (рас­тя­же­ние-сжа­тие, из­гиб, кру­че­ние). Ре­зуль­та­ты ис­пы­та­ний изо­бра­жа­ют в ви­де кри­вой У. Со­про­тив­ле­ние У. яв­ля­ет­ся функ­ци­ей макс. и ми­ним. на­пря­же­ний цик­ла, ко­эф. кон­цен­тра­ции на­пря­же­ний и час­то­ты на­гру­же­ния. Кри­вые У. по­зво­ля­ют оп­ре­де­лить цик­лич. дол­го­веч­ность – чис­ло цик­лов или экс­плуа­тац. ча­сов, ко­то­рые вы­дер­жи­ва­ет ма­те­ри­ал до об­ра­зо­ва­ния ус­та­ло­ст­ной тре­щи­ны оп­ре­де­лён­ной про­тя­жён­но­сти или до ус­та­ло­ст­но­го раз­ру­ше­ния при за­дан­ном на­пря­же­нии.

Кри­вая У. ус­лов­но раз­би­ва­ет­ся на ма­ло­цик­ло­вую об­ласть, в ко­то­рой ус­та­ло­ст­ное по­вре­ж­де­ние или раз­ру­ше­ние про­ис­хо­дит при уп­ру­го­пла­стич. де­фор­ми­ро­ва­нии, и мно­го­цик­ло­вую об­ласть – при уп­ру­гом де­фор­ми­ро­ва­нии. Гра­ни­ца ме­ж­ду ма­ло- и мно­го­цик­ло­вой У. яв­ля­ет­ся ус­лов­ной и для ме­тал­лич. ма­те­риа­лов при­ня­та на уров­не 10⁵ цик­лов на­гру­же­ния. Со­про­тив­ле­ние У. за­ви­сит от со­стоя­ния по­верх­но­сти, аб­со­лют­ных раз­ме­ров и на­пря­жён­но­го со­стоя­ния об­раз­цов, темп-ры и ус­ло­вий воз­дей­ст­вия кор­ро­зи­он­ной сре­ды (см. Кор­ро­зи­он­ная ус­та­лость). Мно­го­фак­тор­ность со­про­тив­ле­ния У. обу­слов­ли­ва­ет не­об­хо­ди­мость про­во­дить ис­пы­та­ния на стан­дарт­ных об­раз­цах, вы­пол­нен­ных по рег­ла­мен­ти­ров. тех­но­ло­гии.

Со­про­тив­ле­ние У. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся так­же пре­де­ла­ми фи­зич. и ог­ра­нич. вы­нос­ли­во­сти (пре­дел фи­зич. вы­нос­ли­во­сти – на­пря­же­ние, при ко­то­ром не про­ис­хо­дит ус­та­ло­ст­но­го раз­ру­ше­ния об­раз­ца по­сле про­из­воль­но боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва цик­лов; пре­дел ог­ра­нич. вы­нос­ли­во­сти – при дей­ст­вии ко­то­ро­го об­ра­зец ещё не раз­ру­ша­ет­ся при оп­ре­де­лён­ном за­да­вае­мом чис­ле цик­лов), оп­ре­де­ляе­мы­ми за­дан­ной цик­лич. дол­го­веч­но­стью.