Портрет трещины

нации расположены по всему металлу. Поэтому и возникновение микротрещин протекает по обширным пространствам пластически деформированного материала. Их наблюдали в поликристаллических сталях, металлических монокристаллах ряда металлов, в галоидных кристаллах, в целлулоиде и плексигласе. Не говоря уже о стекле, проходящем при изготовлении довольно сложную обработку, неизбежно приводящую к возникновению систем микроскопических нарушений сплошности.

…Там трещины скрываются коварно За гладкой напряженностью стекла…

(Дж. Апдайк)

Читатель, конечно, и сам встречал такие «столпотворения» трещин. Например, вы хотите сломать тонкий слой прозрачного пластика. Если он достаточно вязок, вам придется сильно его изогнуть, причем вы сразу заметите, как в месте перегиба он помутнеет. Это результат того, что в нем возникает изобилие трещин, рассеивающих свет. Когда вы гнете тонкий полированный слой алюминия, его поверхность тоже мутнеет. Это связано в первую очередь с образованием на ней сложного рельефа из-за выхода полос скольжения. Но затем по этим полосам возникают мельчайшие трещины, в конечном итоге и разрушающие металл.

Число примеров без труда можно умножить. Ясно, однако, что образование систем микротрещин до разрушения и в его процессе – не исключение, а правило. На этом основании полагают, что любую разрушаемую упругую среду нужно рассматривать как тело, содержащее множество мельчайших острых трещин всевозможных ориентаций.

Любой металл, из которого мы строим самолет, автомашину или корабль, не монолит в полном смысле этого слова. Пройдя прокатные станы, обработку на станках и прессах, он накопил в себе огромное число мельчайших трещинок как память о встрече с инструментом различных сортов и видов.

Сюрпризы такого рода, конечно, не могут радовать специалистов по прочности. Но что делать, ведь не случайно говорят: гони природу в дверь, – она войдет в окно.

Таким образом, всегда или почти всегда реальный металл работает с готовыми или появляющимися на самых ранних стадиях деформирования микротрещинами.

Самое интересное здесь заключается в том, каким образом и когда закончится докритическое вязкое подрастание трещин и начнется вторая, неуправляемая и катастрофическая стадия лавинного их роста. Физические процессы, лежащие в основе такого перехода в системах трещин, н вполне понятны. Ведь речь идет об устойчивости не одной трещины, а огромного их числа. Тем более неясно решение этой задачи в микроскопических условиях, когда одна из микротрещин растет за счет того, что «поедает» многие другие. Да, я не оговорился, трещина – хищница, да к тому же питающаяся себе подобными.

Есть две легенды о Минотавре. Согласно одной из них, у него были бычьи рога, змеиный хвост, львиные лапы и он пожирал свои жертвы. Вторая легенда изощреннее. Вся сила Минотавра, рассказывает Мартина Моно, в ней заключалась не в острых когтях и клыках, а в том, что желая уничтожить человека, он принимал его облик. Люди погибали, сводя счеты сами с собой… Похоже это очень на битвы трещин-они-то ведь братья-близнецы. Отличие, однако, от близнецов здесь немалое- трещины, оказывается, – заклятые враги.

Вопрос в том, какая из сотен и тысяч трещин окажется Минотавром, а какая – жертвой. Любая из них может быть и тем и другим. Это зависит от одного: каким образом она ориентирована и насколько успела подрасти. Главным «канибалом» обычно становится трещина, наибольшая по размерам и перпендикулярная к направлению растягивающих напряжений. Именно она начинает свое продвижение вперед, прощупывая своим упругим полем окрестности. Речь, конечно, идет не о каком-то радаре, которым она располагает. Нет, просто она очень чувствительна к.окружающему полю напряжений. А находящиеся рядом с нею микротрещины, меняют его, заставляя магистральную хищницу это ощущать и реагировать движением своей вершины.

Пока две трещины взаимно удалены, то есть расстояние между ними намного превышает их размеры, они друг друга не чувствуют. Словами А. С. Пушкина: «Все кончено: меж нами связи нет».

Но если расстояние между их вершинами меньше длины одной из трещин, картина меняется. Обе, находясь в пластичном материале, скажем стали СтЗ, начинают разворачивать свои вершины навстречу друг другу.