Фрактография в материаловедении
Шрифт:
Усталостные бороздки (рис. 20) – элемент микрорельефа усталостного излома в виде повторяющихся удлиненных впадин и выступов, не пересекающихся между собой и ориентированных перпендикулярно локальному направлению развития трещины на данном микроучастке.
Плато (рис. 20) – плоские участки, вытянутые преимущественно в направлении локального распространения трещины, на которых располагаются усталостные бороздки.
Наличие плато и при отсутствии усталостных бороздок является одним из признаков усталостного разрушения.
Траковые
Рис. 20. Усталостные бороздки на плато
Рис. 21. Траковые следы, РЭМ, x1000
Зона вытягивания (рис. 22) – сглаженный (нередко бесструктурный) участок микрорельефа, отвечающий зоне страгивания трещины при наличии пластического затупления ее вершины при всех видах нагружения.
В усталостном изломе зона вытягивания – участок поверхности разрушения, ограниченный с одной стороны фронтом усталостной трещины и с другой – микрообразованиями хрупкого (скольного) или вязкого (ямочного) типа.
К микрофрактографическим признакам зоны вытягивания относятся также сдвиговые микрообразования и вытянутые ямки.
Рис. 22. Зона вытягивания, ПЭМ, x5000
Механизм разрушения – механизм распространения трещины, оцениваемый на микроуровне.
Скол – механизм хрупкого разрушения, характеризующийся распространением трещины, путем разделения (раскалывания) металла по определенным кристаллографическим плоскостям (внутризеренный скол) или границам зерен (межзеренный скол), а также по границам субструктурных элементов, межфазным границам.
При разрушении путем скола образуется микрорельеф, состоящий из фасеток внутризеренного или межзеренного скола с ручьистым узором и язычками (или без них) и ступенек скола.
Квазискол – механизм внутризеренного квазихрупкого разрушения, характеризующийся распространением трещины преимущественно путем разделения металла по плоскостям, не совпадающим с кристаллографическими плоскостями зерен.
К особенностям рельефа при разрушении путем квазискола относятся фасетки квазискола, гребни, ступеньки, язычки.
Слияние микропустот – механизм внутризеренного или межзеренного вязкого разрушения путем разделения металла вследствие слияния микропустот, зарождение и рост которых происходит в процессе пластического течения металла.
Поверхность разрушения имеет ямочный микрорельеф с разной степенью развития ямок.
Расслоение – механизм разрушения (разделения) металла вследствие образования несплошностей вдоль границ структурных элементов.
Усталостный
Усталостное разрушение может также происходить путем образования фасеток межзеренного и внутризеренного разрушения.
Смешанный излом – поверхность разрушения, представляющая собой сочетание двух или более видов изломов, различающихся по механизму разрушения.
Внутризеренный излом (рис. 11, 12, 14) – излом, образующийся при разрушении по телу зерна.
Межзеренный (зернистый) излом (рис. 12) – излом, образующийся при разрушении по границам зерен (межсубзеренный – по границам субзерен).
Дефект в изломе – дефект строения металла, проявляющийся на поверхности разрушения.
4.3. Классификация основных видов изломов
Классификация основных видов изломов, их характерные признаки и особенности строения приведены в пп. 4.3.1–4.3.6.
4.3.1. Классификация изломов по макрогеометрии
Однородный излом – излом, характеризующийся морфологически единой поверхностью разрушения (без различимых геометрических зон).
Пример: кристаллический и волокнистый изломы.
Неоднородный излом – излом, характеризующийся наличием зон, отличающихся по макрорельефу.
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.
Излом звездочкой (рис. 23) – поверхность разрушения разрывного образца с наклонными площадками в виде радиальных лучей (образуется в ряде случаев при разрушении материала с пониженными пластическими свойствами в поперечном направлении).
Чашечный излом (рис. 24) – поверхность разрушения, характеризующаяся наличием центрального участка с шероховатой матовой поверхностью, перпендикулярного направлению растяжения, и наклонных под углом 30°– 60° скосов со сглаженной и блестящей поверхностью.
Рис. 23. Излом звездочкой
Рис. 24. Чашечный излом
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).
Шевронный излом (рис. 25) – поверхность разрушения, характеризующаяся наличием системы ступенек, имеющих гиперболическую конфигурацию и в совокупности образующих рисунок «елочки», или шеврона.