ормації матеріал зміцнюється і руйнування запобігається або воно відбувається при більш високих напругах.
Крихке руйнування характеризується малою роботою руйнування, затрачуваної тільки на пружну деформацію (рис. 3.2). Теоретично такого роду руйнування можуть відбуватися при напругах, значно більших меж плинності (для ідеальних кристалів, що не містять концентраторів напруг). У реальних умовах за наявності в металах дефектів кристалічної будови, концентраторів напружень, несприятливого поєднання температурно-швидкісних факторів навантажування тендітні руйнування можуть спостерігатися при напругах, рівних 0,7 s s (межі плинності), а іноді і при 0,4 ... 0,5 s s . Тендітні руйнування відбуваються без помітної пластичної деформації шляхом відриву або відколу.
Поверхня зламу орієнтована перпендикулярно максимальним розтягуючим напруженням. Злам має кристалічний характер і металевий блиск. Руйнування може відбуватися за тілу зерен (транскристалічний злам) або по межах зерен (Межкристаллической злам). При великих збільшеннях в електронному мікроскопі тендітні руйнування мають В«ручьістоеВ» будова поверхні зламу. Вони часто є причиною аварій великих суден, мостів та інших конструкцій і споруд.
В
Рис. 3.2. Крихке руйнування
квазікрихкого руйнування характеризуються відсутністю шийки і наявністю рівномірної деформації. Вони спостерігаються у всіх ливарних алюмінієвих і магнієвих сплавах, в деформованих сталях та інших сплавах.
Втомне руйнування є причиною близько 30 ... 90% всіх авіаційних аварій (рис. 3.3). Воно розвивається під дією розтягуючих напружень при знакозмінних навантаженнях.
В
Рис. 3.3. Втомне руйнування
Злам має дві зони. Перша зона - зародження і поступове поширення тріщини з гладкими притертими стінками, причому руйнування починається від яскраво вираженого фокусу. Друга зона - Остаточне крихке руйнування. Поверхня зламу має кристалічну шорстку структуру. Так як втомні руйнування спостерігаються в площині, нормальній до прикладеним навантаженням, то всі причини, що сприяють утворенню або збільшенню дефектів на поверхні (низька чистота поверхні, наявність концентраторів напружень, тертя, монотонний або циклічний нагрів), викликають зниження втомної міцності.
втомну міцність підвищують:
а) термічна обробка сплавів, створює більш однорідну дисперсну структуру з сприятливим розподілом мікронапружень;
б) обдування дробом або обкатка роликом, створюють напруги стиснення в поверхневому шарі;
в) азотування, також створює в поверхневому шарі залишкові напруги стиску;
г) інші фактори.
Дослідження макроструктури сплавів із застосуванням травлення
Для дослідження застосовують поверхневе і глибоке травлення. Поверхневе травлення не створює рельєфу і супроводжується фарбуванням окремих зон з різною інтенсивністю. Його застосовують для дослідження макрошліфов, в яких спостерігається різкий різнорідність в хімічному складі або структурі (зварювання, хіміко-термічна обробка та ін.) Температура травлення - кімнатна, час - 10-100 с, реактиви -Відносно слабкі (для сталей - 5%-ний розчин HNO 3 , CuCl 2 , для алюмінієвих сплавів - 10%-ний розчин NaOH).
Глибоке травлення, що створює на поверхні мікрорельєф, застосовується для деталей і макрошліфов з однорідною структурою (лиття, ковані деталі). Час травлення - до двох годин, температура травлення - 80 ... 100 В° С, реактиви - концентровані.
Поверхневим травленням макрошліфов виявляють:
- хімічну неоднорідність на перетинах зварних швів; на перетинах деталей, поверхневий шар яких підданий диффузионному насиченню різними елементами: вуглецем (цементація), азотом (Азотування), кремнієм (сіліцірованіе), алюмінієм (алитирование), бором (Борирование) та ін;
- структурну неоднорідність (на макрошліфах, мають зварні шви, поверхневу загартування та ін);
- величину зерна макроструктури (у тих випадках, коли зерно дуже велике і може бути розглянуто неозброєним оком, наприклад, при неоднорідною пластичної деформації і подальшої рекристалізації алюмінієвих і деяких інших сплавів);
- газову пористість злитків або литих деталей.
Глибоким травленням макрошліфов виявляють:
- структуру зливків і кованих деталей (Розмір і напрямок дендритних (деревовидних) первинних кристалів та ін);
- волокнистість в будові металів і сплавів, яка найчастіше з'являється в результаті витяжки (розкочування) домішок і неметалевих включень. За характером волокнистості можна визначити спосіб виробництва деталі.
Виконуючи відбиток на фотопапері по методу Баумана, можна встановити розподіл сірки в сталях. За допомогою цього методу можна зробити якісний аналіз розподілу сірки і визначити, де розташовується місце скупчення сірки і яке відносна кількість сірки (Багато, мало). Його застосовують для контролю т...
