что такое излом металла

Макроанализ по виду излома

Излом – поверхность, образующаяся после разрушения образца или изделия. Различают изломы хрупкий (например, у керамики, закаленных сталей); вязкий со следами местной пластической деформации на поверхности излома; усталостный – после разрушения в результате многократного нагружения. Анализ и правильное “чтение” изломов играют важную роль при установлении причин аварий и поломок. Макроскопический анализ структуры изломов называется фрактографией.

По виду излома можно судить о величине зерна металла или сплава, наличии перегрева, причине разрушения (усталостный излом), о наличии расслоения, рыхлости и др. Изломы бывают кристаллические (зернистые), волокнистые и смешанные, продольные и поперечные.

Вязкий (волокнистый) излом обычно наблюдается после пластической деформации образца с появлением шейки перед разрушением. Волокнистый излом имеет место в отожженных доэвтектоидных сталях, а также в сталях, улучшенных термической обработкой (закалка полная, отпуск высокий). Вязкие изломы не имеют кристаллического блеска, характеризуют доброкачественную структуру металла (рис.1,а).

Хрупкие (кристаллические) изломы. Хрупкому разрушению подвержены закаленные стали, поверхности изломов состоят из множества блестящих площадок. Различают следующие разновидности хрупких изло­мов: транскристаллический (проходит по телу зерна), межкристалличес­кий (интеркристаллический), крупнозернистый (грубозернистый, крупно­кристаллический), мелкозернистый (мелкокристаллический), нафталинистый, камневидный, шиферный, черный, усталостный.

Нафталинистый — транскристаллический излом, по внешнему виду на­поминающий блеск нафталина, встречается у быстрорежущих сталей при нарушении режима термической обработки.

Камневидный излом — межкристаллический, имеющий крупнозернистое строение, появляется в сталях в процессе перегрева при горячей меха­нической обработке, признак недоброкачественности структуры.

Шиферный (слоистый) излом — характеризуется древовидным расположением волокон в продольных изломах стали. Встречается в среднеуглеродистых сталях, загрязнен­ных неметаллическими включениями и перенасыщенных газами.

Черный излом является следствием выделения графита из сталей с высоким содержанием углерода и кремния после длительного отжи­га при низких температурах или закалки с отпуском при температуре 700°С.

Рис.1. Строение вязкого (а), хрупкого (б) и усталостного (в) изломов

Усталостный излом встречается в деталях, работавших при циклических нагрузках (рельсы, оси, валы, шестерни, штоки, клапанные пружины и др.). На изломе поверхности разграничиваются на очаг разрушения (риски, забоины, трещины, неметаллические, газовое включения), зону посте­пенного развития усталостной трещины и зону излома. Усталостная трещина, развиваясь, постепенно ослабляет поперечное сечение детали. He пораженное трещиной сечение не может противодействовать нагрузке на деталь и разрушается. Зона излома может иметь признаки или хрупкого, или вязкого разрушения (рис.1,в).

Излом с закалочной трещиной имеет два характерных участка: тем­ный — окисленная поверхность закалочной трещины и светлый — мелкозернистый хрупкий излом. Закалочная трещина возникает при чрезмерно высокой скорости охлаждения стали. Образование попереч­ной закалочной трещины в рельсе связано с местным нагревом рельс до закалочной температуры при буксовании колеса локомотива и последующим очень быстрым отводом тепла.

Нагревание буксы вызывает излом шейки оси (рис.2). В сечении излома отломившейся части выделяются следующие слои: 1 слой – основной металл, 2 слой имеет крупнозернистую структуру и явные следы скручивания металла, 3 слой – “сердцевина”, более темная по цвету.

Рис. 2. Характерные признаки излома шейки оси в результате нагревания буксы:

а – отломившаяся часть; б – оставшаяся часть.

Источник

Изломы деталей

Излом является конечным результатом разрушения материала детали, что приводит к ее расчленению под действием нагрузки. Обычно на поверхности излома можно различить пять характерных зон:

1) фокус излома – малая локальная зона, близкая к точке возникновения начальной трещины. Обычно фокус излома располагается на поверхности детали в местах концентрации напряжений или поверхностных дефектов. Если в теле детали были внутренние дефекты или деталь подвергалась поверхностному упрочнению, фокус излома может располагаться внутри детали;

2) очаг разрушения – небольшая зона, прилегающая к фокусу излома. При больших напряжениях может быть несколько очагов разрушения. На поверхности излома эта зона имеет наибольшие блеск и гладкость. Усталостные линии на очаге разрушения обычно отсутствуют;

3) участок избирательного развития соответствует зоне развития трещины. Здесь видны характерные усталостные линии, волнообразно расходящиеся от очага разрушения. Форма усталостных линий зависит от формы детали и характера нагружения. Направления развития трещины могут отклоняться от первоначального. При этом образуются зародыши трещин, развивающиеся в другом направлении. От их слияния образуются вторичные ступеньки и рубцы;

4) участок ускоренного развития является переходной зоной между участками усталостного развития трещины и зоной долома. Эта зона образуется в течение нескольких циклов, предшествующих окончательному разрушению;

5) зона долома характеризуется признаками макрохрупкого разрушения. Внешний вид излома позволяет определить причину его возникновения и динамику развития повреждения. Широкое распространение получила классификация по характеру разрушения.

Вязкое разрушение

Внешний вид

Имеет волокнистое строение, без кристаллического блеска (неровные участки рассеивают свет, поэтому поверхность излома кажется матовой). Характерным признаком является наличие боковых скосов по краям излома.

Характер развития

Сопровождается интенсивной пластической деформацией материала детали. Первичные изломы редко бывают вязкими. Относительно медленно развивающаяся вязкая трещина либо заблаговременно обнаруживается, либо из-за чрезмерной пластической деформации деталь еще до разрушения перестает выполнять свои функции.

Причина возникновения

Происходит при воздействии значительных кратковременных сил, возникающих при заклинивании механизма или нарушении технологического режима работы. Может иметь место при длительном действии сил, вызывающих напряжения, превышающие предел текучести материала детали.

Хрупкое разрушение

Внешний вид

Имеет ярко выраженное кристаллическое строение у недеформируемых материалов и гладкое от сдвига у мягких материалов. Кромки изломов гладкие, ровные, без скосов или с небольшими скосами. Скос на хрупком изломе указывает место долома (окончания разрушения).

Характер развития

В большинстве случаев начинают развиваться в зонах концентрации напряжений (в местах приварки элементов жесткости, пересечения сварных швов, у отверстий и галтелей, в зонах резкого изменения толщины). Очагами часто являются дефекты сварки (горячие и холодные трещины, непровары, подрезы, шлаковые включения, поры, расслоения металла).

Причина возникновения

Происходит внезапно при однократном приложении силы или под действием повторных ударных сил при малой степени местной пластической деформации.

Усталостное разрушение

Внешний вид

Выделяются: зона усталостного разрушения, имеющая мелкозернистое строение, с фарфоровидной или шлифованной поверхностью; зона статического разрушения – с волокнистым строением у пластичных металлов и крупнозернистым у хрупких.

Характер развития

Возникает в процессе постепенного накопления повреждений в материале детали, находящейся под действием переменных напряжений, которые приводят к образованию микротрещин, их развитию, появлению трещин и окончательному разрушению детали.

Причина возникновения

Является одним из основных видов повреждения деталей от действия циклических нагрузок.

«Усталостный излом является наиболее часто встречающейся причиной при внезапных отказах оборудования. Определение условий возникновения усталостного разрушения по виду излома является основным методом анализа внезапных отказов оборудования и дает возможность предупреждать аналогичные отказы в дальнейшем».

Явно выраженные внешние признаки усталостного разрушения на поверхности изломов наблюдаются только у стальных деталей. У деталей, изготовленных из цветных сплавов (магниевых, алюминиевых), во многих случаях бывает трудно установить по поверхности излома характер разрушения. Это объясняется тем, что строение усталостного излома зависит от степени перегрузки: при малых перегрузках трещина усталости развивается медленно, при высоких – быстро. При медленном развитии трещины усталости – вид поверхности излома приближается к виду блестящей (шлифованной) поверхности и резко отличается от зоны мгновенного разрушения. На поверхности излома видны кольцевые линии. При быстром развитии трещины усталости – зоны почти не отличаются одна от другой и могут не иметь кольцевых линий. При действии циклических напряжений одного знака, например, только раскрывающих усталостную трещину, строение зоны усталости будет более крупнозернистым, чем при действии знакопеременных напряжений. В связи с этим в первом случае зона усталости может слабо отличаться от зоны долома. Усталостный излом детали из крупнозернистого цветного или жаропрочного сплава более грубый, а излом детали из мелкозернистой стали выглядит более гладким.

Особенности зарождения трещин и характер продвижения линии фронта трещины зависят от вида и характера нагружения (рис. 1):

а) растяжение вызывает локальную деформацию или «шейкообразование». Поверхность трещины формируется плоскостями разделения, наклоненными под углом 45° к направлениям нагрузки. Образующиеся изломы типа «чаша-конус» характеризуются появлением во время разрушения в центральной части сечения начальной трещины, от которой в разные стороны расходятся более или менее четко выраженные рубцы (излом чашей). При термообработке меняется размер чаши относительно всего сечения детали. При этом с повышением твердости размер дна чаши увеличится;

б) отказы из-за сжатия происходит в двух основных формах: сжатие бруса и изгиб (выпучивание);

в) можно выделить два вида разрушений при сдвиге: срез бруса и изгиб (коробление). При срезе бруса две половины трещины скользят одна по другой, поверхность подвергается трению, в результате чего трещина заглаживается или происходит задир поверхности. Направление задира показывает направление приложения силы среза;

г) кручение – это форма сдвига. Две половины разрушенного металлического образца сохраняют некоторый остаточный изгиб. Поверхность трещины часто имеет вид такой же, как и при растяжении, и наклонена под углом скручивания;

д) моменту изгиба оказывают сопротивление растягивающие и сжимающие напряжения. Разрушение материала при этом аналогично образованию трещин при растяжении с внешней стороны изгиба и сжатии с внутренней стороны изгиба.

(а)	(б)
(в)	(г)
Рисунок 1 – Зависимость излома от характера нагружения: а) чашечный излом при растяжении; б) косой излом при изгибе; в) изгиб при вращении (при умеренных напряжениях и локальном концентраторе – шпоночном пазе); г) изгиб при вращении (при высоких напряжениях и слабом концентраторе по окружности)

Детали с повышенным пределом прочности (например, закаленные болты) или с поверхностным упрочнением, находящиеся под статической нагрузкой, через некоторое время после первоначального нагружения иногда разрушаются, несмотря на сравнительно низкие значения действующих напряжений. Здесь имеет место так называемое «замедленное разрушение», причина которого заключается в неравномерном развитии пластической деформации в микроструктуре стали. Поверхность излома при замедленном разрушении имеет макрохрупкий характер и располагается перпендикулярно направлению максимальных растягивающих напряжений. Факторами, увеличивающими вероятность замедленного разрушения, являются дефекты конструкции и монтажа, некачественная термическая обработка, наличие концентраторов напряжений, наводороживание в процессе нанесения гальванических покрытий и так далее.

Длительное действие нагрузки при повышенной температуре материала детали обычно вызывает малопластичные изломы (рис. 2). При высоких температурах поверхность излома грубозернистая с крупными неровностями. Цвет поверхности темный, так как она покрыта окисной пленкой. Вблизи излома обычно наблюдается растрескивание металла.

Рисунок 2 – Излом при длительной нагрузке в условиях повышенной температуры

Дефекты закалки (рис. 3) также являются распространенной причиной, приводящей к изломам (табл. 1).

Рисунок 3 – Дефект закалки – неравномерная по зернистости поверхность излома свидетельствует о нагреве до более высокой температуры, чем требовалось

Таблица 1 – Характеристика изломов, обусловленных дефектами закалки

Последовательность проведения фрактографического исследования

Фрактография включает в себя совокупность методов исследования изломов материалов, которые на основе сведений о строении поверхностей разрушения дают возможность определять причины изломов. Изучение изломов и деформаций деталей позволяет установить последовательность их разрушения в оборудовании; является ли разрушенная деталь причиной или следствием отказа; вид, характер и направление приложения нагрузок, действовавших на детали в процессе их разрушения; качество изготовления деталей, в том числе их материала.

Визуальный и макроскопический осмотр разрушенной детали рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. Изучение разрушенной детали начинают с внешнего осмотра, в ходе которого определяют, есть ли изломы, трещины, вмятины, царапины, другие механические или химические повреждения, а также деформации детали. Замеченные особенности наносят на схему детали или ее фотографию.

Для исследования излома желательно иметь все части разрушенной детали в том виде, в каком они были обнаружены после отказа, а также все остальные поврежденные детали. При этом излом следует тщательно охранять от механических повреждений и дальнейшего окисления – сильно забитая, окислившаяся или загрязненная поверхность излома может сделать невозможным его изучение.

2. Осмотр неочищенной поверхности излома невооруженным глазом и при помощи лупы увеличением ×5…×10 позволяет выявить общий характер строения излома, достаточно крупные дефекты материала и так далее. Визуальный осмотр применяется как самостоятельный метод анализа излома, а также является необходимой и обязательной начальной стадией всех прочих методов.

На этом этапе также осуществляют фотографирование или зарисовку схемы неочищенного излома.

3. Только после осмотра поверхностей исследуемой детали и излома в первоначальном виде, при необходимости, его аккуратно очищают от посторонних веществ (грязи, масла, копоти, ржавчины и посторонних отложений), поскольку наличие окислов и следов затекшего масла, краски на поверхности излома может указывать на границу трещины, возникшей в детали при изготовлении или в начале ее работы.

Во время очистки, промывки, просушки и последующего осмотра излома необходимо соблюдать следующие правила:

При необходимости (например, в случае крупногабаритных деталей или для последующего металлографического исследования) от детали может отрезаться образец с поверхностью излома. При этом следует помнить, что термические способы резки в данном случае являются недопустимыми, поскольку могут привести к структурным изменениям в образце, в том числе на поверхности излома, что отрицательно повлияет на достоверность результатов исследования. Поэтому образцы рекомендуется отрезать посредством абразивного инструмента или на станке в условиях смазки и охлаждения (рис. 4).

Рисунок 4 – Правильно подготовленные образцы: в поверхностном слое образцов отмечается закаленная зона глубиной до 5 мм с многочисленными трещинами, глубина которых превышает толщину закаленного слоя

4. Осмотр очищенного излома невооруженным глазом, при помощи лупы увеличением ×5…×10, бинокулярного микроскопа при увеличении ×20…×80 и отдельных участков излома при увеличении ×80…×120. Общим правилом при пользовании оптическими приборами для рассмотрения строения излома является постепенный переход ко все большим увеличениям. В ходе осмотра излом наклоняют под разными углами к наблюдателю при косом освещении, что дает возможность определить рельеф различных участков излома и выявить участки с различным блеском.

5. Выявляемое после очистки поверхности более детальное строение излома отмечается на схеме или фиксируют путем фотографирования, в том числе отдельных участков его поверхности (рис. 5). При наличии характерных отложений излом целесообразно сфотографировать до и после очистки.

Рисунок 5 – Пример последовательного фотографирования поверхности излома

Угол освещения фотографируемой поверхности выбирают в зависимости от характера неровностей для более четкой передачи на фотоснимке той или иной особенности строения излома. Кристаллические изломы лучше фотографировать в затемненном поле, так как яркие блики на снимке уменьшают четкость изображения. Увеличение выбирают, исходя из шероховатости поверхности и общих габаритов детали или образца. При этом зачастую нецелесообразно стремиться к большим увеличениям, чтобы не снижать глубину изображения. Обычно четкая картина макростроения излома получается при увеличении не более ×10, а при фотографировании изломов из цветных сплавов, имеющих, как правило, особенно шероховатую поверхность, не более ×5.

Материал предоставили СИДОРОВ Александр Владимирович, СИДОРОВ Владимир Анатольевич.

Больше информации по указанной теме можно найти в книге «Управление отказами оборудования», подготовленной под эгидой Ассоциации эффективного управления производственными активами (Ассоциации EAM). Первая часть издания доступна здесь, а вторая – здесь.

Источник

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Макростроение и схема излома

(на примере усталостного излома)

На изломе хорошо видны усталостные линии

К характерным элементам строения относятся ручьистый узор, язычки (см. пп. 1.3.5, 1.3.6). Наличие фасеток скола свидетельствует о внутризеренном хрупком разрушении.

Стрелкой показано направление разрушения

Ручьистый узор на поверхности фасеток скола

Поверхность межзеренных фасеток может быть гладкой, с ямочным или другим специфическим рельефом.

1. Очагом зарождения микропустот могут служить частицы неметаллических включений или вторых фаз, микронесплошности на границах зерен, субзерен и на плоскостях сдвига.

2. Форма (конфигурация) ямок (равноосная, вытянутая, параболическая, цилиндрическая, неправильной формы) определяется напряженным состоянием и формой инициатора образования ямки.

3. Глубина ямок (высота перемычек между ними) есть мера способности материала к пластической деформации.

Характерны для изломов поперечных образцов из материалов, подвергнутых горячей пластической деформации.

Свидетельствует о малой доле локальной пластической деформации при разрушении. Встречается часто при разрушении литых материалов; наблюдается также при разрушении перегретых сталей.

Направление слияния ступенек скола в ручьистом узоре соответствует направлению распространения трещины.

Язычку, находящемуся на одной половине излома, соответствует углубление на ответной половине излома.

Усталостные бороздки на плато

Стрелкой показано направление распространения усталостной трещины.

Наличие плато и при отсутствии усталостных бороздок является одним из признаков усталостного разрушения.

Могут быть связаны с влиянием включений, выделений или твердых составляющих.

К микрофрактографическим признакам зоны вытягивания относятся также сдвиговые микрообразования и вытянутые ямки.

К особенностям рельефа при разрушении путем квазискола относятся фасетки квазискола (п. 1.3.1.2), гребни, ступеньки, язычки.

Поверхность разрушения имеет ямочный микрорельеф (п. 1.3.2) с разной степенью развития ямок.

Усталостное разрушение может также происходить путем образования фасеток межзеренного и внутризеренного разрушения.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ИЗЛОМОВ

Пример: кристаллический и волокнистый изломы.

Различные зоны могут соответствовать различным стадиям разрушения. Граница между зонами на макроуровне может быть выделена по изменению цвета и шероховатости излома при переходе от одной зоны к другой.

Формирование такого макрорельефа обусловлено постепенным изменением вида напряженного состояния при продвижении от центра образца к его периферии (переходом от плоской деформации в центре образца к плоскому напряженному состоянию вблизи образующей цилиндра).

Является признаком малой пластической деформации при разрушении. Образуется при растяжении с изгибом образцов и деталей прямоугольного сечения, труб, а также в зоне нестабильного роста усталостной трещины.

Стрелкой показано направление, в котором происходит разрушение.

Кристаллический излом является признаком хрупкого разрушения; при рассмотрении на микроуровне выявляются фасетки скола (п. 1.3.1.1) и межзеренные фасетки (п. 1.3.1.3).

Расходящиеся рубцы указывают направление разрушения.

При рассмотрении на микроуровне выявляются фасетки скола (п. 1.3.1.1) и квазискола (п. 1.3.1.2).

Примечани е. Фарфоровидный и бархатистый изломы встречаются у закаленных инструментальных сталей, высокопрочных низкоотпущенных конструкционных сталей с мелкозернистой структурой в литом и деформированном состояниях.

Участок бархатистого излома (справа), постепенно переходящий в кристаллический излом с более крупным зерном.

Волокнистый излом является признаком вязкого разрушения. При рассмотрении на микроуровне на изломе выявляются ямки, фасетки квазискола (пп. 1.3.1.2, 1.3.2).

Слоистость связана, как правило, со структурной неоднородностью деформированного материала. Проявлением структурной неоднородности может быть шиферность в изломе (мелкие расщепления, образовавшиеся в процессе поломки).

Подобный излом характерен для разрушения деформированных материалов в направлении толщины листа (перпендикулярно плоскости листа).

Имеет место у перегретых материалов или (при нормальном состоянии) в стали при распространении трещины по границам зерен.

При рассмотрении на микроуровне выявляются фасетки межзеренного разрушения. На поверхности фасеток могут наблюдаться ямки (например, в сталях после закалки и высокого отпуска), глубина и диаметр которых невелики.

Дендриты распространяются от поверхности отливки на половину ее толщины.

Характерен для литых и перегретых деформированных сталей.

Образование нафталинистого излома связано с внутризеренным хрупким разрушением по определенным кристаллографическим плоскостям, например, в пределах бывшего крупного аустенитного зерна. При рассмотрении на микроуровне выявляются преимущественно фасетки квазискола.

* Необходимо принимать во внимание, что нередко разным видам нагружения соответствует одинаковый в основных чертах характер разрушения, то есть похожие внешне изломы.

Возникают под действием изменяющейся в основном монотонно нагрузки; при этом продолжительность стадии постоянной нагрузки либо равна нулю, либо весьма мала по сравнению с общей продолжительностью процесса нагружения.

Подобные изломы подразделяются на вязкие (пластичные) и хрупкие, характерные особенности которых изложены в п. 2.2.

Возникают под действием изменяющейся в основном монотонно нагрузки; при этом продолжительность стадии неменяющейся нагрузки соизмерима с продолжительностью стадии процесса развития повреждений, приводящих к разрушению.

К характерным особенностям подобных изломов относятся преимущественно межзеренное разрушение, наличие разветвленных и множественных трещин, трудно выявляемый очаг разрушения. Последнее связано с тем, что разрушение начинается почти одновременно из многих центров, поверхность, состоящая из межзеренных фасеток, однородна и рубцы, указывающие направление развития трещины, как правило, отсутствуют.

Возникают в результате длительного статического нагружения при:

комнатной температуре и без воздействия коррозионной среды;

напряжениях, меньших условного предела текучести с существенным влиянием на разрушение окружающей среды (например, влажного воздуха);

действии внутренних растягивающих напряжений.

К характерным признакам относится наличие на поверхности разрушения, как правило, двух зон: зоны замедленного разрушения (блестящей, имеющей зернистое строение при межзеренном или кристаллическое строение при внутризеренном разрушении) и зоны долома с кристаллическим и (или) волокнистым строением (в зависимости от материала).

В зоне замедленного разрушения могут наблюдаться тонкие кольцевые линии (макрознаки), ориентированные нормально к направлению распространения трещины и являющиеся следами фронта разрушения. Подобные линии можно принять за усталостные. Для окончательного суждения о природе разрушения необходимо микрофрактографическое исследование.

Возникают в результате длительного статического нагружения при различных температурах и при неустановленном влиянии (на разрушение) окружающей среды.

Отличительной чертой данных изломов, имеющих зернистое макростроение, является наличие на поверхности межзеренных фасеток мелкоямочного рельефа и (или) следов сдвиговой деформации (в зависимости от механизма межзеренного разрушения при ползучести).

Возникают в результате длительного статического нагружения при воздействии коррозионной среды.

Характеризуются многоочаговым характером разрушения, сильной шероховатостью и большим количеством трещин, выходящих на поверхность разрушения. Начальная зона разрушения нередко выглядит матовой, темной, покрытой продуктами коррозии.

Возникают в результате действия нагрузки, периодически и многократно изменяющейся в процессе нагружения и разрушения (в широком диапазоне частот и коэффициентов ассиметрии цикла).

Усталостное повреждение или разрушение происходит в основном при упругом деформировании.

Типично усталостный излом характеризуется, как правило, наличием на поверхности разрушения нескольких зон:

зоны с более ровной и блестящей («притертой») поверхностью, которая включает в себя очаг разрушения и зону стабильного развития трещины; зоны долома (п. 1.2.5), как правило, характеризующейся значительной (по сравнению с «притертой» зоной) шероховатостью;

переходной зоны (зоны ускоренного по сравнению с «притертой» зоной развития трещины), которую не всегда удается выделить.

При рассмотрении на микроуровне выявляются усталостные бороздки, плато, траковые следы, межзеренные фасетки, а также все элементы микрорельефа, характерные для разрушения при статическом нагружении.

Усталостное повреждение или разрушение происходит при упруго-пластическом деформировании. Для строения излома характерно:

более шероховатая поверхность разрушения, чем для случая по п. 2.3.3.1;

отсутствие четкой границы между зонами;

изменение соотношения размеров зон, перечисленных в п. 2.3.3.1.

В частности, на изломе увеличивается доля рельефа, имеющего признаки статического разрушения.

Усталостное повреждение или разрушение происходит при воздействии коррозионной среды.

К особенностям строения излома относятся:

большое количество очагов разрушения;

наличие продуктов коррозии на поверхности разрушения;

большое количество трещин.

При рассмотрении на микроуровне обнаруживаются усталостные бороздки, лежащие на фасетках скола и межзеренных фасетках.

Образуются под действием переменных напряжений, возникающих при температурных изменениях тела.

не наблюдается зон с резко очерченными границами;

множественность очагов разрушения;

интенсивное окисление поверхности разрушения.

Характерные признаки: фасетки внутризеренного (п. 1.3.1.1) и межзеренного (п. 1.3.1.3) скола, ступеньки скола (п. 1.3.4), ручьистый узор (п. 1.3.5), язычки (п. 1.3.6). При этом ступеньки скола и язычки входят друг в друга на двух ответных половинах излома.

Характерные признаки: фасетки квазискола (п. 1.3.1.2), гребни (п. 1.3.3), ступеньки (п. 1.3.4), язычки (п. 1.3.6). Присутствие гребней свидетельствует о наличии некоторой локальной пластической деформации.

Характерные признаки: усталостные бороздки (п. 1.3.7), плато (п. 1.3.8), траковые следы (п. 1.3.9).

Разрушение осуществляется по механизму скола (п. 1.4.1), признаком которого является наличие элементов микрорельефа, указанных в п. 2.4.1.

Разрушение осуществляется по механизму квазискола (п. 1.4.2), признаком которого является наличие элементов микрорельефа, указанных в п. 2.4.2.

Разрушение осуществляется по механизму слияния микропустот (п. 1.4.3), признаком которого является наличие элементов микрорельефа, указанных в п. 2.4.3.

Разрушение происходит при воздействии циклического нагружения, признаком которого является наличие элементов микрорельефа, указанных в п. 2.4.4.

Распространение трещины при циклическом нагружении может происходить также с участием всех других механизмов разрушения.

Характеризуется условно малой (в зависимости от материала и вида нагружения) работой разрушения.

Характеризуется условно средней (в зависимости от материала и вида нагружения) работой разрушения.

Характеризуется условно высокой (в зависимости от материала и вида нагружения) работой разрушения.

1. Характерные признаки разрушения на макро- и микроуровнях могут и не совпадать: например, изломы, имеющие сотовый рельеф, являются вязкими по механизму разрушения, но хрупкими по энергии разрушения. Иногда при наличии значительной макропластической деформации (большая утяжка) излом может быть хрупким по виду микрорельефа и механизму разрушения.

Таким образом, только комплексная оценка излома по всем возможным признакам позволяет всесторонне и достоверно охарактеризовать поведение материала при разрушении.

2. Классификация может быть дополнена по признакам, по которым она проводится, по видам изломов и особенностям разрушения.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Государственным комитетом СССР по стандартам, Министерством путей сообщения СССР, Министерством черной металлургии СССР, Академией наук СССР, Академией наук Украинской ССР

Л.Р. Ботвина, д-р техн. наук; Л.П. Герасимова, канд. техн. наук; Т.А. Гордеева, канд. техн. наук; Л.П. Гранкова, канд. техн. наук; Т.П. Дудкина, канд. техн. наук; В.М. Дусевич, канд. техн. наук; В.А. Ерохина; И.П. Жегина, канд. техн. наук; Е.Н. Жукова, канд. техн. наук; Ю.В. Зима, канд. техн. наук; А.М. Каток; И.И. Клещева, канд. техн. наук; М.С. Куприянова; А.А. Петруненков, канд. физ.-мат. наук; Л.В. Проходцева, канд. техн. наук; О.Н. Романив, чл.-корр. АН УССР; Н.М. Фонштейн, д-р техн. наук, Е.А. Шур, д-р техн. наук.

Источник