Резиме начина лома метала и анализа површине лома

Ⅰ Увод

Метални материјали се често суочавају са сценаријима отказа као што су лом, корозија, хабање и деформације у различитим применама. Међу њима, прелом се сматра једним од најопаснијих типова отказа и увек је добијао широку пажњу. Када се метал под стресом подели на два или више комада (понекад такође под утицајем топлоте или корозивних медија), то се назива потпуним ломом. Када у металу постоје пукотине, то се назива непотпуним ломом.

Ⅱ Врсте лома метала

1. Класификација по степену пластичне деформације пре лома

Пескарење користи компримовани ваздух као снагу за распршивање абразивних материјала (као што су бакарна руда, кварцни песак, корунд, гвоздени песак, Хаинан песак, итд.) великом брзином на површину радног предмета. Услед ударног и резног дејства абразива, површина радног предмета се мења, чиме се постиже одређени ниво чистоће и различита храпавост.

Дуцтиле Фрацтуре

Такође познат као дуктилни прелом или пластични прелом.

Карактеристике површине лома:Макроскопски, површина прелома дуктилног прелома показује значајну пластичну деформацију, промене у величини прелома, присуство фиброзних и смичућих региона усне и мутну боју. Микроскопски, показује шаре удубљења, влакнасте структуре, зрачење и шаре гребена рибље кости.

Одлучност:Генерално, дефинисано је да ако је смањење површине глатког затезног узорка веће од 5%, сматра се дуктилним преломом.

▲ Макроскопска површина дуктилне фрактуре

▲ Микроскопска површина дуктилне фрактуре

Бриттле Фрацтуре

Карактеристике прелома:Карактеристике кртог лома и на макроскопском и на микроскопском нивоу су недостатак значајне пластичне деформације и релативно глатке, сјајне површине. Ове карактеристике настају зато што материјал не пролази кроз довољну пластичну деформацију током лома, што узрокује да се пукотине брзо шире и формирају уредне, глатке површине лома. На микроскопском нивоу, кораци цепања, обрасци река и обрасци језика даље откривају механизме лома и путеве ширења прслина крхких ломова.

Опасност:Генерално, нема претходних знакова и јавља се изненада, често доводећи до тешких последица.

Одлучност:Смањење површине попречног пресека за мање од 5% код глатких затезних узорака може указивати на минималну уједначену пластичну деформацију, која се сматра крхким ломом.

▲ Макроскопска површина са крхким ломом

▲ Макроскопска површина са крхким ломом

2. Класификација према путу ширења пукотине

Трансгрануларни прелом

карактеристике:Пукотина се шири кроз унутрашњост зрна.

природа:Може бити дуктилна или крхка.

▲ Схема трансгрануларног прелома

▲ Микрограф трансгрануларног прелома

Интергрануларни прелом

карактеристике:Пукотина се шири дуж граница зрна.

природа:Углавном крти преломи.

▲ Шема интергрануларног прелома

▲ Микрограф интергрануларног прелома

3. Класификација према врсти напрезања и релативном положају оријентације површине лома према напону

Затезни прелом

Оријентација површине лома је окомита на максимално нормално напрезање.

природа:Углавном крт лом, али може показати и значајну пластичну деформацију.

Схеар Фрацтуре

Оријентација површине лома је у складу са смером максималног смичног напона, формирајући угао од 45 степени са максималним нормалним напоном.

природа:Дуктилни прелом.

 

4. Класификација према природи оптерећења и узроку стреса

Фатигуе Фрацтуре

дефиниција:Лом који се јавља у материјалима под наизменичним оптерећењима.

механизам:Резултат комбинованог дејства наизменичног стреса и времена.

▲ Прелом услед замора узрокован комбинованом напетости и компресијом

Енвиронментал Фрацтуре

дефиниција:Лом материјала при ниском напрезању узрокован факторима средине.

Класификација:Углавном укључује пуцање корозије под напоном и кртост водоником.

▲ Корозиони прелом

ИИ. Методе анализе површине лома метала

Метода у три корака за анализу површина лома метала је систематски процес који има за циљ разумевање узрока, механизама и својстава лома материјала посматрањем и проценом површина лома.

Корак 1: Макроскопско посматрање

сврха:Да извршите почетно посматрање голим оком, лупом или оптичким микроскопом мале снаге за прикупљање макроскопских информација о површини лома.

Садржај

Преглед запажања:У почетку посматрајте општи изглед и међусобне односе различитих региона површине прелома користећи голим оком и сочива са малим увећањем.

Анализа природе прелома:Прелиминарно утврдите природу лома, као што је дуктилни прелом, крти прелом итд.

Процена порекла пукотине:Анализирати локацију настанка прслине и правац ширења прслине.

Процена квалитета металуршке и термичке обраде:Користите макроскопско посматрање да бисте прелиминарно проценили металуршки квалитет и квалитет термичке обраде.

Снимање:Фотографишите и забележите резултате макроскопских посматрања за накнадну анализу.

Корак 2: Микроскопско посматрање

сврха:Да извршите дубље посматрање помоћу микроскопа велике снаге (као што су металографски микроскопи и скенирајући електронски микроскопи) да бисте добили микроскопске информације о површини лома.

Садржај

Директно посматрање површине прелома:Посматрајте микроскопске морфолошке карактеристике површине лома помоћу металографских микроскопа или скенирајућих електронских микроскопа.

Посматрање профила прелома:Даље разумете микроструктуру, пут ширења пукотине и механизам лома.

Верификација макроскопских информација:Користите микроскопско посматрање да бисте додатно проверили информације прикупљене током макроскопског посматрања.

Одређивање природе прелома:Тачније одредите природу, брзину ширења и почетну локацију прелома на основу резултата микроскопског посматрања.

Идентификација узрока прелома:Кроз свеобухватну анализу, идентификовати узрок и механизам прелома.

Корак 3: Квантитативна анализа

сврха:Спровести детаљније истраживање површине лома кроз квантитативно тестирање и анализу како би добили тачније податке о перформансама.

Садржај

Анализа хемијског састава:Анализирати хемијски састав материјала за ломљење, укључујући садржај главних елемената, нечистоћа и неметалних инклузија.

Испитивање механичких својстава:Извршите тестове затезања, удара, тврдоће и других механичких својстава материјала који се ломи да бисте проценили његову снагу, жилавост и тврдоћу.

Морфолошка анализа прелома:Користите инструменте као што су скенирајући електронски микроскопи (СЕМ) за квантитативну анализу морфологије лома, као што су дужина, ширина, дубина, итд.

Процена механизма лома:Процените механизам лома, као што је дуктилни лом, крти лом, итд., на основу резултата квантитативних испитивања.

Свеобухватна евалуација:Комбинујте резултате макроскопског посматрања, микроскопског посматрања и квантитативне анализе да бисте свеобухватно проценили перформансе материјала.

Кроз тростепену методу анализе површине лома метала, може се стећи свеобухватно и дубинско разумевање узрока, механизама и својстава лома металног материјала, пружајући важне референце за пројектовање, производњу и употребу материјала.