1. Классификация изломов и их характеристика

Изломом называется поверхность полностью разрушенного материала, возникшая при различных способах механического нагружения. Изломы классифицируются по виду нагружения и по характеру разрушения.

Изломы изучают для оценки металлургического качества материала (рыхлоты, крупные неметаллические включения, плены, расслоения); для оценки материала после проведения термических операций; для выяснения причин разброса механических свойств при испытаниях; при изучении меха­низма и кинетики разрушения (в целях установления связи структуры мате­риала с его способностью тормозить разрушение: что является микроочагами разрушения, а что практически не оказывает влияния на разрушение); при оп­ределении вязкости разрушения; при исследовании причин и характера эксплуатацион­ного разрушения.

Поскольку зона разрушения сконцентрирована в малом объеме, т. е. все­гда более локальна, чем предшествующая разрушению пластическая деформа­ция, процесс разрушения особенно чувствителен к локальным свойствам и тон­кой структуре материала (встречаются трудно объяснимые случаи несоответст­вия вида излома и характеристик разрушения).

Наиболее общая черта изломов заключается в неоднородности их строе­ния. Неоднородность поверхности излома обусловливается наличием в мате­риале зон с различными составом, структурой и свойствами. Макроскопическая неоднородность выражается в наличии на поверхности разрушения достаточно крупных зон, различающихся макроориентированностью, шероховатостью, характером разрушения. Неоднородные по макростроению зоны имеют различное микростроение. Вместе с тем в пределах макроскопически однород-ных зон, как правило, выявляется микронеоднородность. Следует учитывать и неоднородность напряженного состояния.

По виду нагружения изломы бывают трех типов.

1. Динамические изломы от кратковременной однократной нагрузки (удар, изгиб, растяжение и т. п.).

К таким изломам относятся статические и ударные изломы при растяжении, изгибе, кручении. Общим для их образования является постепенное, хотя и происходящее с разной скоростью, в течение всего периода нагружения возрастание внешней нагрузки до значения, соответствующего временному сопротивлению образца или детали в данных условиях нагружения.

Изломы однократного нагружения принято подразделять на хрупкие и вязкие (пластичные).

Характерные признаки хрупких изломов:

типично хрупким является разрушение по механизму внутрикристаллического скола;

сотовый рельеф, представляющий собой равноосные, мелкие, почти плоские небольшие по протяженности ямки, следует считать также признаком хрупкого разрушения;

характерные признаки вязких изломов:

ямочный рельеф;

образование трещин из отдельных микропор, которые в процессе раз-

вития соединяются в единую трещину.

2. Статические изломы от постоянной длительной нагрузки (заневоленные пружины, тросы, резервуары высокого давления и т. п.).

Характерной особенностью таких изломов является существенно более низкий уровень напряжения по сравнению с кратковременным нагружением, и поэтому для них свойственно значительно более медленное развитие разрушения в начальной стадии распространения трещин в материалах, при уменьшении скорости деформирования наблюдается общая тенденция к межзеренному разрушению.

Состав сплава, структура и чистота, а также размер зерен влияют на скорость перехода от внутризеренного к межзеренному разрушению при изменении скорости деформирования. В сложных сплавах переход происходит быстро и отчетливо, в чистых металлах и простых сплавах (где процессы разрушения осложняются более интенсивной миграцией границ зерен) – значительно медленнее и сложнее. Названный переход, как правило, сопровождается снижением пластичности, особенно макропластичности.

На таких изломах, как правило, с большим трудом выявляется локальный

очаг разрушения, это является следствием того, что разрушение начинается почти одновременно из многих центров.

3. Усталостные изломы от многократно повторяющихся нагрузок (знако-переменных) (валы, рессоры, шейки осей и т. п.).

У сталостное разрушение из-за локальности пластической деформации можно отнести к особому виду хрупких разрушений, их характерными признаками являются усталостные микроплоскости (рис. 1).

На практике в большинстве случаев встре-чаются комбинированные изломы в результате сочетания двух и более видов механического нагружения. Поэтому приведенную классифи-кацию следует считать условной.

П

Рис. 1. Вид вязкого излома

(пятикратное увеличение)

омимо рассмотренных выделяют водородное растрескивание (разрушение может происходить с формированием фасеток квазиотрыва, по типу хрупкого разрушения или по границам зерен) и коррозионное растрескивание под напряжением.