Micromechanism and fracture characteristics of brittle damage in structural steels

V práci je uvedena numerická metoda predikce lomových charakteristik, lomové houževnatosti, lokální štěpné pevnosti a charakteristické vzdálenosti konstrukčních ocelí pří nízkých telotách. Tato metoda založená na statistické analýze mikrostruktury a podmínek iniciace křehkého lomového porušení umožňuje stanovit, jak se mění integrální pravděpodobnost lomu se změnou faktoru intezity napětí, teploty, deformačních vlastností a mikrostrukturních parametrů oceli. Aplikace uvedené numerické metody na Ni-Cr ocel prokázala velmi dobrou shodu predikované teplotní závislosti rozptylového pásma lomové houževnatosti s experimentálními výsledky. Mechanismus inicace a šíření křehké magistální thliny a jeho jednotlivá stadia byly identifikovány z výsledků fraktografické analýzy. V práci byla navržená nová numerická metoda výpočtu teplotní závislosti charakteristické vzdálenosti. Navržená metoda je základem pro řízenou kotrolu mikrostruktury konstrukčních ocelí při vyváženém vztahu mezi jejich pevnostními charakteristikami a lomovou houževnatostí.This paper presents a numerical method for prediction of fracture toughness, local cleavage strength and characteristic distance in structural steels at low temperatures. This method, established on a statistical analysis of microstructure and conditions of brittle fracture initiation, enables to calculate how the integral probability of fracture varies with the stress intensity factor, temperature and deformation, and microstructural parameters of steel. The application of the proposed numerical method on Ni-Cr steel demonstrates very good agreement of predicted temperature dependence of scatter in fracture toughness with experimental results. Mechanism of initiation and propagation of brittle main crack and its stages are identified from the results of fractography analysis. In this paper also a new numerical method calculating the characteristic distance as a function of temperature is suggested. The proposed procedure represents a base for systematic control of microstructure so as to ensure the optimum relation between strength characteristics and fracture toughness of steels