A fémtörési módok és a törésfelület-elemzés összefoglalása

Ⅰ Bevezetés

A fémanyagok gyakran szembesülnek olyan meghibásodásokkal, mint a törés, korrózió, kopás és deformáció a különféle alkalmazások során. Ezek közül a törés az egyik legveszélyesebb meghibásodási típusnak számít, és mindig is széleskörű figyelmet kapott. Ha egy fém feszültség hatására (néha hő vagy korrozív közeg hatására is) két vagy több darabra szakad, azt teljes törésnek nevezik. Ha repedések vannak a fémben, azt hiányos törésnek nevezzük.

Ⅱ A fémtörés típusai

1. Osztályozás a törés előtti képlékeny alakváltozás mértéke szerint

A homokfúvás sűrített levegőt használ a csiszolóanyagok (például rézérc, kvarchomok, korund, vashomok, Hainan homok stb.) nagy sebességű szórására a munkadarab felületére. A csiszolóanyag ütése és vágási hatása miatt a munkadarab felülete megváltozik, bizonyos tisztasági szintet és eltérő érdességet érve el.

Képlékeny törés

Más néven képlékeny törés vagy műanyag törés.

A törésfelület jellemzői:Makroszkóposan a képlékeny törés törésfelülete jelentős képlékeny alakváltozást, törésméret-változást, rostos és nyíró ajakrégiók jelenlétét, tompa színt mutat. Mikroszkopikusan gödröcskék, rostos szerkezetek, sugárzó és halszálkás gerincmintázatok láthatók rajta.

Meghatározás:Általában úgy definiálják, hogy ha egy sima szakító próbatest területének csökkenése nagyobb, mint 5%, az képlékeny törésnek minősül.

▲ A képlékeny törés makroszkopikus felülete

▲ Képlékeny törés mikroszkopikus felülete

Törékeny törés

A törés jellemzői:A rideg törés jellemzői mind makroszkopikus, mind mikroszkopikus szinten a jelentős képlékeny deformáció hiánya és a viszonylag sima, fényes felületek. Ezek a tulajdonságok abból adódnak, hogy az anyag nem megy át kellő képlékeny alakváltozáson a törés során, ami a repedések gyors terjedését és tiszta, sima törési felületeket eredményez. Mikroszkopikus szinten a hasítási lépések, a folyó mintázatok és a nyelvminták tovább tárják fel a törékeny törések törési mechanizmusait és repedésterjedési útvonalait.

Veszély:Általában nincsenek előzetes jelek, és hirtelen jelentkezik, és gyakran súlyos következményekkel jár.

Meghatározás:A sima szakítószilárdságú próbatestek keresztmetszeti területének 5%-nál kisebb csökkenése minimális egyenletes képlékeny alakváltozást jelezhet, ami rideg törésnek minősül.

▲ Törékeny törés makroszkópos felület

▲ Törékeny törés makroszkópos felület

2. Osztályozás repedés-terjedési útvonal szerint

Transzgranuláris törés

Jellemzők:A repedés a szemcsék belsejében terjed.

Természet:Képlékeny vagy törékeny is lehet.

▲ Transzgranuláris törés séma

▲ Transzgranuláris törés mikrográf

Intergranuláris törés

Jellemzők:A repedés a szemcsehatárok mentén terjed.

Természet:Többnyire törékeny törések.

▲ Intergranuláris törés séma

▲ Intergranuláris törés mikrográf

3. Osztályozás a feszültség típusa és a törésfelület feszültséghez viszonyított orientációja relatív helyzete szerint

Szakítótörés

A törésfelület orientációja merőleges a maximális normálfeszültségre.

Természet:Többnyire rideg törés, de jelentős képlékeny alakváltozást is mutathat.

Nyírási törés

A törésfelület orientációja igazodik a maximális nyírófeszültség irányához, és 45 fokos szöget zár be a maximális normál feszültséggel.

Természet:Képlékeny törés.

 

4. Osztályozás a terhelés jellege és a stressz okai szerint

Fáradt törés

Meghatározás:Változó terhelés hatására az anyagokban fellépő törés.

Mechanizmus:A váltakozó stressz és idő együttes hatásának eredménye.

▲ Fáradt törés, amelyet kombinált feszültség és nyomás okoz

Környezeti törés

Meghatározás:Anyagok kisfeszültségű törése környezeti tényezők hatására.

Osztályozás:Főleg a feszültségkorróziós repedést és a hidrogén ridegséget foglalja magában.

▲ Korróziós törés

II. Fémtörési felületelemzés módszerei

A fémtörési felületek elemzésének háromlépéses módszere egy szisztematikus folyamat, amelynek célja az anyagtörések okainak, mechanizmusainak és tulajdonságainak megértése a törésfelületek megfigyelésével és értékelésével.

1. lépés: Makroszkópos megfigyelés

Cél:Első megfigyelés szabad szemmel, nagyítóval vagy kis teljesítményű optikai mikroszkóppal, hogy makroszkopikus információkat gyűjtsön a törésfelületről.

Tartalom

Áttekintő megfigyelés:Kezdetben szabad szemmel és kis nagyítású lencsékkel figyelje meg a törésfelület különböző régióinak általános megjelenését és összefüggéseit.

A törés természetének elemzése:Végezze el a törés jellegének előzetes meghatározását, például képlékeny törés, rideg törés stb.

Ítélet a repedés eredetéről:Elemezze a repedés eredetének helyét és a repedés terjedésének irányát.

Kohászati ​​és hőkezelési minőség értékelése:Használjon makroszkópos megfigyelést a kohászati ​​minőség és a hőkezelés minőségének előzetes felméréséhez.

Felvétel:Fényképezze le és rögzítse a makroszkopikus megfigyelések eredményeit a későbbi elemzéshez.

2. lépés: Mikroszkópos megfigyelés

Cél:Mélyebb megfigyelés elvégzése nagy teljesítményű mikroszkópok (például metallográfiai mikroszkópok és pásztázó elektronmikroszkópok) segítségével, hogy mikroszkópos információkat szerezzenek a törésfelületről.

Tartalom

A törésfelület közvetlen megfigyelése:Figyelje meg a törésfelület mikroszkopikus morfológiai jellemzőit metallográfiai mikroszkópok vagy pásztázó elektronmikroszkópok segítségével.

A törési profil megfigyelése:Ismerje meg jobban a mikrostruktúrát, a repedés terjedési útvonalát és a törési mechanizmust.

A makroszkópos adatok ellenőrzése:Használjon mikroszkópos megfigyelést a makroszkopikus megfigyelés során gyűjtött információk további ellenőrzéséhez.

A törés természetének meghatározása:Pontosabban határozza meg a törés jellegét, terjedési sebességét és eredetének helyét a mikroszkópos megfigyelési eredmények alapján.

A törés okának azonosítása:Átfogó elemzéssel azonosítsa a törés okát és mechanizmusát.

3. lépés: Kvantitatív elemzés

Cél:A törésfelület alaposabb kutatása kvantitatív teszteléssel és elemzéssel a pontosabb teljesítményadatok megszerzése érdekében.

Tartalom

Kémiai összetétel elemzése:Elemezze a repedés anyagának kémiai összetételét, beleértve a főbb elemek, szennyeződések és nem fémes zárványok tartalmát.

Mechanikai tulajdonságvizsgálat:Hajtson végre szakító-, ütési-, keménységi- és egyéb mechanikai tulajdonságvizsgálatokat a törési anyagon, hogy értékelje annak szilárdságát, szívósságát és keménységét.

Törések morfológiai elemzése:Használjon olyan eszközöket, mint a pásztázó elektronmikroszkópok (SEM) a repedés morfológiájának kvantitatív elemzéséhez, mint például a repedés hossza, szélessége, mélysége stb.

A törési mechanizmus értékelése:Kvantitatív vizsgálati eredmények alapján értékelje a törési mechanizmust, például képlékeny törést, rideg törést stb.

Átfogó értékelés:Kombinálja a makroszkópos megfigyelés, a mikroszkópos megfigyelés és a kvantitatív elemzés eredményeit, hogy átfogóan értékelje az anyag teljesítményét.

A fémtörési felületelemzés háromlépcsős módszerével átfogó és mélyreható ismereteket szerezhetünk a fémanyagok törésének okairól, mechanizmusairól és tulajdonságairól, fontos referenciákat biztosítva az anyagok tervezéséhez, gyártásához és felhasználásához.