Характерным является и то, что наиболее напряженные и нагретые участки испытывают активные воздействия сред, приводящие к сложным физико-химическим процессам горячей коррозии, диффузии, избирательного окисления легирующих элементов вблизи поверхностных слоев, изменения структуры материала, сопровождающегося изменением механических свойств поверхностных слоев и сердцевины материала. На некоторых режимах термического нагружения с невысокими значениями действующих термических напряжений основной материал лопатки может благодаря процессам старения упрочняться.Read more: Разрушение лопаток газовых турбин при теплосмеках в газовом потоке, содержащем соли морской воды
В испытательных машинах должна быть предусмотрена имитация подвода среды (барботирование, прерывистость и т. п.), причем важно обратить внимание на различный охлаждающий эффект, зависящий от свойств среды и способов ее подвода. Охлаждение образца средой изменяет процессы упрочнения и отдыха. В случае циклических нагружении, особенно у циклически вязких металлов, при высоких частотах наблюдается их разогрев иногда до температур цветов побежалости, что приводит к интенсификации отдыха и снижению выносливости. Хорошо охлаждающие среды (проточная вода) повышают ограниченную выносливость у циклически вязких металлов. Охлаждающий эффект среды надо иметь в виду при испытаниях по физико-химической механике.
В последнее время в физико-химической механике широко используются испытательные машины с программным нагружением и подводом среды. Распространяются также исследования на малоцикловую усталость, при которых напряжения близки к ат. В этом случае влияние среды особенно сильно, так как движущиеся дислокации, захватывая с собой инородные атомы, находящиеся в «облаке Котрелла», переносят компоненты среды. Ядро дислокации и околодислокационный металл — легкий путь для проникновения среды внутрь металла. С учетом изложенного в ФМИ созданы и успешно эксплуатируются установки, позволяющие испытывать на обычную усталость чистым изгибом образцы с диаметром 3-250 мм. и на малоцикловую усталость изгибом плоских образцов толщиной 2-100 мм. Машины снабжены устройствами для подвода коррозионной среды и создания программного нагружения. Циклическое знакопеременное деформирование кромок лопаток при теплбеменах в газовом потоке характеризуется не только переменностью во времени напряжений и температуры, что определяет процесс как термоусталостный либо процесс малоцикловой усталости с одновременным взаимосвязанным изменением температуры, но главным образом неравномерностью температур и напряжений по профилю лопатки с большой их концентрацией вблизи кромок, неизохронностью и различными температурными и механическими условиями пластического деформирования.
Если воздействие среды, наклепа и тренировки увеличивает число закрепленных («сидячих») дислокаций, то выявить это можно при больших скоростях деформации, так как только при больших скоростях и интенсивности деформации выделяется достаточная энергия, чтобы новая дислокация, возникшая при испытании, могла пробиться через зекрепленные дислокации. В этом случае отдых и другие связанные с диффузией процессы не успевают произойти и исказить показания испытания.Read more: Увеличение скорости деформации металла при испытаниях кратковременной действующей статической силой
Стандартные испытания металлов на образцах без трещин при комнатной температуре на однократное растяжение, кручение и изгиб статической силой со стандартными скоростями деформации в большинстве случаев не могут определить влияния сред, поверхностного и объемного наклепа или поверхностных покрытий, вида механической обработки и поражений поверхности ржавчиной и окалиной. Эти факторы не сказываются на и незначительно влияют на 5, малочувствительна также к их влиянию работоспособность металла (характеризуемая площадью ограниченной кривой растяжения и координатной системой).Read more: Образцы с трещинами
Наиболее общим и универсальным видом является адсорбционное влияние среды. Согласно с представлениями, развиваемыми физико-химической механикой, адсорбционное воздействие среды на механические свойства металла сильнее всего проявляется, когда последние имеют дефекты типа трещин (щелей).Read more: Исследования по физико-химической механике металлов