Удаление атомов у конца трещины предотвращает ее разрастание. При этом существенно улучшаются механические характеристики материала, пишет журнал Physical Review Letters.
Чтобы изучить пластичность разрушения корродированных стальных пластин под действием растягивающей нагрузки, была проведена серия испытаний на растяжение и численных расчетов на корродированных стальных пластинах. Результаты показали, что коррозионное повреждение увеличит скорость роста эквивалентной пластической деформации в критической точке и уменьшит эквивалентную пластическую деформацию разрушения, таким образом снизив номинальную деформацию при разрыве. Ослабленное и неравномерное поперечное сечение в продольном направлении, вызванное коррозионным повреждением, привело к концентрации деформации и ускоренному росту эквивалентной пластической деформации.
Ученые создали серию атомарных 2D-моделей пластичного конструкционного сплава. Проведя многочисленные эксперименты, в которых материал подвергался воздействию различных циклов нагружения, исследователи смогли увидеть различные способы взаимодействия атомов.
Затем исследователи начали удалять слабо связанные атомы с поверхности, по одному за раз, и отслеживали поведение трещины. Они обнаружили, что удаление поверхностного материала препятствует росту трещины.
Увеличение трещины зависит от того, насколько она острая. Если это большая круглая выемка, она вряд ли будет распространяться как трещина. Но если у нее есть какая-то острая особенность, например, разрезанная ножом щель, она с большей вероятностью вырастет. Таким образом, удаление материала, аналогичное тому, что происходит во время коррозии, может на самом деле улучшить механические характеристики.
То есть в результате коррозии в трещинах металлических изделий удаляются атомы и острое окончание этой трещины притупляется, что предотвращает их распространение.
