Макроаналіз по виду зламу, Блог про контроль якості металу
Злам– поверхня, що утворюється після руйнування зразка або виробу. Розрізняють злами тендітний (наприклад, у кераміки, загартованих сталей); в'язкий зі слідами місцевої пластичної деформації на поверхні зламу; втомний – після руйнування внаслідок багаторазового навантаження. Аналіз та правильне “читання” зламів відіграють важливу роль при встановленні причин аварій та поломок. Макроскопічний аналіз структури зламів називаєтьсяфрактографією.
За видом зламу можна судити про величину зерна металу або сплаву, наявність перегріву, причину руйнування (втомний злам), про наявність розшарування, пухкості та ін. Злами бувають кристалічні (зернисті), волокнисті та змішані, поздовжні та поперечні.
В'язкий(волокнистий) злам зазвичай спостерігається після пластичної деформації зразка з появою шийки перед руйнуванням. Волокнистий злам має місце у відпалених доевтектоїдних сталях, а також у сталях, покращених термічною обробкою (загартування повне, відпустка висока). В'язкі злами немає кристалічного блиску, характеризують доброякісну структуру металу (рис.1,а).
Крихкі(кристалічні) злами. Крихкого руйнування схильні загартовані сталі, поверхні зламів складаються з безлічі блискучих майданчиків. Розрізняють такі різновиди крихких зламів: транскристалічний (проходить по тілу зерна), міжкристалічний (інтеркристалічний), крупнозернистий (грубозернистий, крупнокристалічний), дрібнозернистий (дрібнокристалічний), нафталінистий, каменеподібний, шиферний, чорний.
Нафталінистий— транскристалічний злам, що на вигляд нагадує блиск нафталіну, зустрічається у швидкорізальних сталей при порушенні режиму термічноїобробки.
Камнеподібнийзлам - міжкристалічний, що має крупнозернисту будову, з'являється в сталях у процесі перегріву при гарячій механічній обробці, ознака недоброякісності структури.
Шиферний(шаруватий) злам - характеризується деревоподібним розташуванням волокон у поздовжніх зламах сталі. Зустрічається в середньовуглецевих сталях, забруднених неметалевими включеннями та перенасиченими газами.
Рис.1. Будова в'язкого (а), крихкого (б) та втомного (в) зламів
Втомнийзлам зустрічається в деталях, що працювали при циклічних навантаженнях (рейки, осі, вали, шестерні, штоки, клапанні пружини та ін.). На зламі поверхні розмежовуються на осередок руйнування (ризики, вибоїни, тріщини, неметалічні, газове включення), зону поступового розвитку тріщини втоми і зону зламу. Втомна тріщина, розвиваючись, поступово послаблює поперечний переріз деталі. He уражений тріщиною переріз не може протидіяти навантаженню на деталь і руйнується. Зона зламу може мати ознаки або тендітного, або в'язкого руйнування (рис.1, в).
Зламз гартової тріщиноюмає дві характерні ділянки: темний - окислена поверхня гартової тріщини і світлий - дрібнозернистий крихкий злам. Гартувальна тріщина виникає при надмірно високій швидкості охолодження сталі. Утворення поперечної гартової тріщини в рейці пов'язане з місцевим нагріванням рейок до гартової температури при буксуванні колеса локомотива і наступним дуже швидким відведенням тепла.
Нагрівання букси викликає злам шийки осі (рис.2). У перерізі зламу частини, що відламалася, виділяються такі шари: 1 шар - основний метал, 2 шар має крупнозернисту структуру і явні сліди скручування металу, 3 шар -"серцевина", темніша за кольором.
а - частина, що відламалася; б - частина, що залишилася.