2015-04-01
4571
Поскольку изломы возникают в результате разрушения конструкции, то очевидно основным признаком классификации должен быть характер силового воздействия на конструкцию (см. таблицу 4.1.). Кроме этой классификации характеристику излома обычно дополняют следующими определениями, которые можно сформулировать, изучая излом невооруженным глазом (макроанализом) (см. таблицу 4.2.).
С помощью растрового электронного микроскопа можно изучать микрогеометрию поверхности излома и таким образом определить большое количество дополнительных признаков, которые помогают точнее определить характер излома и соответственно причину разрушения. Ниже в таблице 4.3. приводятся признаки изломов, которые можно установить только с помощью растрового электронного микроскопа, имеющего высокое разрешение. При этом увеличение поверхности излома может быть совсем небольшим (например, 20-50х).
Таблица 4.1.
| Вид излома | Характерные признаки |
| 1.Изломы кратковременного однократного статического и динамического нагружения. | Нагрузка в основном монотонно изменяется, периода постоянной нагрузки нет или он мал относительно периода нагружения. |
| 2. Изломы длительного статического нагружения, в том числе: | Период неменяющейся нагрузки соизмерим с периодом процесса развития повреждений, приводящих к разрушению. |
| 2.1.Изломы замедленного разрушения. | При нормальной температуре и без воздействия коррозионной среды. |
| 2.2. Изломы ползучести. | При высоких температурах. |
| 2.3. Изломы коррозии под напряжением. | Пори нормальной температуре и при воздействии коррозионной среды. |
| 2.4. Прочие. | |
| 3. Изломы усталостного разрушения, в том числе: | Нагрузка (напряжение) периодически и многократно изменяется в процессе нагружения и разрушения. |
| 3.1.Собственно усталостные | Многоцикловое нагружение в широком интервале температур без воздействия коррозионной среды. |
| Типично усталостному излому соответствуют следующие признаки: Наличие на поверхности разрушения, как правило, нескольких зон с различным макрорельефом: - зоны с более ровной и блестящей поверхностью, которая включает в себя очаг разрушения и зону стабильного развития трещины; - зоны слома (участка развития трещины, связанного с окончательным разрушением; - переходной зоны (не всегда удается выделить). | |
| 3.2. Малоцикловые усталостные | Циклическое нагружение в широком интервале температур без воздействия коррозионной среды |
| 3.3. Коррозионно - усталостные | То же при воздействии коррозионной среды |
| 3.4. Термоусталостные | При периодическом изменении температуры |
| 3.5. Прочие |
Таблица 4.2.
|
|
|
| Признаки | Вид излома | Описание излома |
| 1.По ориентации излома | 1. Прямой | Поверхность разрушения ориентированна нормально к оси образца или детали (образование поверхности разрушения, перпендикулярной к направлению наибольших растягивающих усилий, является характерным признаком макрохрупкого разрушения). |
| 2. Косой | Поверхность разрушения наклонена под углом к оси образца или детали (косой излом, как и наличие боковых скосов по краю излома, является признаком макровязкого разрушения). | |
| 3. Прямой со скосами (чашечный) | ||
| 2. По макро-геометрии излома | 1. Однородный | Излом, характеризующийся морфологически единой поверхностью разрушения (без различимых геометрических зон). |
| 2. Неоднородный | Излом, характеризующийся наличием зон, отличающихся по макрорельефу. Различные зоны могут соответствовать различным стадиям разрушения, например рстадии стабильного (докритичеснкого) и стадии нестабильного (закритического) роста трещины. Граница между зонами на макроуровне может быть выделена по изменению цвета и шероховатости излома при переходе от одной зоны к другой. | |
| 3. Звездочкой | ||
| 4. Шевронный | ||
| 5. Сложной формы | ||
| По шероховатости, блеску и цвету | 1. Кристаллический | Является одним из характерных признаков хрупкого излома |
| 2. Волокнистый | Является одним из характерных признаков вязкого излома | |
| 3.Волокнисто- полосчатый | ||
| 4. Волокнисто- чешуйчатый | ||
| 5. Камневидный | ||
| 6. Фарфоровидный | ||
| 7. Бархатистый | ||
| 8. Нафталлилстый | ||
| 9. Матовый | ||
| 10. Блестящий | ||
| 11. Серый, черный, синий и др. | ||
| По степени пластичности деформации, протекающей в процессе разрушения | 1. Хрупкий | Относительное сужение площади поперечного сечения не превышает 1,8 % |
| 2. Квазихрупкий | Относительное сужение площади поперечного сечения 15% | |
| 3. Вязкий | Относительное сужение площади поперечного сечения превышает 18% |
Таблица 4.3.
|
|
|
| Признаки | Вид излома | Описание излома |
| По микромеханизму разрушения | .1. Хрупкий | Излом при разрушении путем скола (раскалывания). Трещина распространяется по определенным кристаллографическим плоскостям или границам зерен. К особенностям микрорельефа относятся: внутризеренного и межзеренного скола, ступеньки скола, ручьистый укор, язычки. Ступеньки скола и язычки входят друг в друга на двух ответных поверхностях разрушения. |
| 2. Квазихрупкий | Излом при разрушении путем квазискола, при котором на ряду с признаками хрупкого разрушения обнаруживаются признаки некоторой локальной пластической деформации. К особенностям микрорельефа относятся: фасетки квазискола, гребни, ступеньки, язычки. Ступеньки скола и язычки входят друг в друга на двух ответных поверхностях излома, в то время как гребни выступают на обеих половинках излома. | |
| 3. Вязкий | При разрушении вследствие зарождения, роста и слияния микропустот наблюдается ямочный излом. При этом чем выше способность материала к локальной пластической деформации, тем больше глубина ямок. К особенностям микрорельефа относятся ямки: округлые (равноосные) и вытянутые. Разрушение (по указанному механизму) материала с малой величиной локальной пластической деформации приводит к появления сотового рельефа. При интенсивной сдвиговой деформации могут образовываться участки с гладкой или слегка волокнистой поверхностью | |
| 4. Усталостный | Излом вследствие развития усталостной трещины. К особенностям микрорельефа относятся: усталостные бороздки, траковые следы. На поверхности разрушения могут наблюдаться особенности микрорельефа, характерные для хрупкого и вязкого разрушения и другие элементы рельефа, например, ровные вытянутые участки (плато), на которых наблюдается рябь. Усталостные бороздки не всегда обнаруживаются в усталостных изломах, особенно высокопрочной стали. | |
| 5. Прочие | ||
| По связи с элементами структуры материала | 1. Внутризеренный | |
| 2. Межзеренный | ||
| 3. Межсубзеренный | ||
| По количеству энергии, затраченной на разрушение | 1. Хрупкий | Малая (условно) работа разрушения (А<0,5кГм). |
| 2. Квазихрупкий | Средняя (условно) работа разрушения (А=0,5-2,0 кГм). | |
| 3. Вязкий | Высокая (условно) работа разрушения (А>2,0 кГм). | |
| Прочие |
Идентификация эксплуатационных изломов является достаточно сложной задачей, требующей большого опыта исследователей. Одной из причин является то, что реальные конструкции работают в сложно-напряженном состоянии и часто испытывают воздействие не только механических нагрузок, но и коррозионное воздействие, а также могут находиться в условиях трения и изнашивания и т.п. Поэтому важно создавать банк информации о том, в каких условиях произошло разрушение, сопровождая описание фотографиями излома, выполненными как на макроуровне, так и с помощью растрового электронного микроскопа.
|
|
|
