Увеличение рабочих напряжений способствует уменьшению размера опасных трещин и усложнению их обнаружения и определения параметров. Еще более важно, что трещины могут медленно подрастать, переходя в критическое состояние после некоторого пребывания тела под нагрузкой. Это затрудняет применение чисто механических критериев и приводит к необходимости изучения физических процессов, приводящих к разрушению тел, определению физического смысла параметров механических критериев. Изучение закономерностей процесса разрушения в сложных условиях погружения (сложно напряженное состояние, вакуум или агрессивные среды, облучение и т. д.) должно не только привести к разработке более совершенных критериев, но и к возможности воздействовать на сам процесс разрушения.
Все эти задачи еще далеки до окончательного решения, хотя быстрый прогресс в физике разрушения за последние годы очевиден. Основная задача книги - попытаться изложить основы физической теории процесса разрушения, основы физических представлений, модели зарождения и роста трещин как в общем случае, так и -для частных видов разрушения. Мы надеемся, что этот подход окажется полезным для специалистов различных направлений, работа которых связана с проблемами разрушения металлов и изделий из них.
1. Межатомные связи
Разрушение - это процесс ослабления и разрыва межатомных связей. Из этого определения следует, что разрушение является процессом, так как одновременный разрыв связей по какому-либо сечению тела противоречил бы принципу причинности. В общем случае процесс разрушения можно представить состоящим из четырех стадий ослабления связей; хаотического, (независимого) разрыва связей; коррелированного (локализованного) разрыва связей; разрыва тела. Из этого определения очевидно, что прежде, чем переходить к детальному рассмотрению указанных стадий, необходимо знать, что представляют собой межатомные связи в твердых телах и их особенности в металлах.
Типичная кривая энергии взаимодействия двух атомов представлена.. Она суммируется из двух кривых. - притяжения на больших расстояниях и отталкивания на малых. Очевидно, что для появления минимума энергии и положения устойчивого равновесия необходимо, чтобы силы притяжения спадали медленнее, чем силы отталкивания.