Sažetak načina loma metala i analiza površine loma

Ⅰ Uvod

Metalni materijali se često suočavaju sa scenarijima kvara kao što su lom, korozija, habanje i deformacija u različitim primjenama. Među njima, lom se smatra jednim od najopasnijih tipova kvara i oduvijek je primao široku pažnju. Kada se metal rascijepi na dva ili više komada pod opterećenjem (ponekad i pod utjecajem topline ili korozivnog medija), to se naziva potpunim lomom. Kada postoje pukotine unutar metala, to se naziva nepotpunim lomom.

Ⅱ Vrste loma metala

1. Klasifikacija prema stepenu plastične deformacije prije loma

Pjeskarenje koristi komprimirani zrak kao snagu za raspršivanje abrazivnih materijala (kao što su bakrena ruda, kvarcni pijesak, korund, željezni pijesak, Hainan pijesak, itd.) velikom brzinom na površinu radnog komada. Usljed udarca i reznog djelovanja abraziva dolazi do promjene površine obratka, čime se postiže određeni stupanj čistoće i različita hrapavost.

Ductile Fracture

Također poznat kao duktilni prijelom ili plastični prijelom.

Karakteristike površine loma:Makroskopski, površina loma duktilne frakture pokazuje značajnu plastičnu deformaciju, promjene u veličini frakture, prisustvo vlaknastih i posmičnih područja usne i mutnu boju. Mikroskopski, pokazuje uzorke udubljenja, vlaknaste strukture, zračeće i šare grebena riblje kosti.

Odlučnost:Općenito, definira se da ako je smanjenje površine glatkog vlačnog uzorka veće od 5%, smatra se duktilnim prijelomom.

▲ Makroskopska površina duktilne frakture

▲ Mikroskopska površina duktilne frakture

Brittle Fracture

Karakteristike prijeloma:Karakteristike krtog loma i na makroskopskom i na mikroskopskom nivou su nedostatak značajne plastične deformacije i relativno glatke, sjajne površine. Ove karakteristike nastaju zato što materijal ne prolazi kroz dovoljnu plastičnu deformaciju tokom loma, što uzrokuje da se pukotine brzo šire i formiraju uredne, glatke površine loma. Na mikroskopskom nivou, koraci cijepanja, obrasci rijeka i obrasci jezika dalje otkrivaju mehanizme loma i puteve širenja prslina krhkih lomova.

Opasnost:Općenito, nema prethodnih znakova i javlja se iznenada, često dovodeći do teških posljedica.

Odlučnost:Smanjenje površine poprečnog presjeka za manje od 5% u glatkim vlačnim uzorcima može ukazivati ​​na minimalnu ujednačenu plastičnu deformaciju, koja se smatra krhkim lomom.

▲ Makroskopska površina krhkog loma

▲ Makroskopska površina krhkog loma

2. Klasifikacija prema putu širenja pukotine

Transgranularni prijelom

karakteristike:Pukotina se širi kroz unutrašnjost zrna.

priroda:Može biti duktilna ili lomljiva.

▲ Shema transgranularnog loma

▲ Mikrograf transgranularne frakture

Intergranularni prijelom

karakteristike:Pukotina se širi duž granica zrna.

priroda:Uglavnom krti prelomi.

▲ Šema intergranularnog loma

▲ Mikrograf intergranularne frakture

3. Klasifikacija prema vrsti naprezanja i relativnom položaju orijentacije površine loma prema naponu

Vlačna fraktura

Orijentacija površine loma je okomita na maksimalno normalno naprezanje.

priroda:Uglavnom lomljiv lom, ali može pokazati i značajnu plastičnu deformaciju.

Shear Fracture

Orijentacija površine loma je u skladu sa smjerom maksimalnog posmičnog naprezanja, formirajući ugao od 45 stupnjeva s maksimalnim normalnim naprezanjem.

priroda:Duktilna fraktura.

 

4. Klasifikacija prema prirodi opterećenja i uzroku stresa

Fatigue Fracture

definicija:Lom koji se javlja u materijalima pod naizmjeničnim opterećenjima.

mehanizam:Rezultat kombinovanog efekta naizmeničnog stresa i vremena.

▲ Fraktura od umora uzrokovana kombinacijom napetosti i kompresije

Environmental Fracture

definicija:Lom materijala pri niskom naprezanju uzrokovan faktorima okoline.

klasifikacija:Uglavnom uključuje pucanje korozije pod naponom i krtost vodikom.

▲ Korozioni lom

II. Metode analize površine loma metala

Metoda u tri koraka za analizu površina loma metala je sistematski proces koji ima za cilj razumijevanje uzroka, mehanizama i svojstava loma materijala posmatranjem i procjenom površina loma.

Korak 1: Makroskopsko posmatranje

svrha:Za izvođenje početnog promatranja golim okom, povećalom ili optičkim mikroskopom male snage za prikupljanje makroskopskih informacija o površini loma.

Sadržaj

Pregled Zapažanja:Na početku posmatrajte opšti izgled i međuodnose različitih regiona površine preloma koristeći golim okom i sočiva sa malim uvećanjem.

Analiza prirode prijeloma:Preliminarno odredite prirodu loma, kao što je duktilni lom, krhki lom itd.

Procjena porijekla pukotine:Analizirati mjesto nastanka pukotine i smjer širenja pukotine.

Procjena kvaliteta metalurške i termičke obrade:Koristite makroskopsko posmatranje da preliminarno procenite metalurški kvalitet i kvalitet termičke obrade.

Snimanje:Fotografirajte i zabilježite rezultate makroskopskih opservacija za naknadnu analizu.

Korak 2: Mikroskopsko posmatranje

svrha:Za provođenje dubljeg promatranja pomoću mikroskopa velike snage (kao što su metalografski mikroskopi i skenirajući elektronski mikroskopi) za dobivanje mikroskopskih informacija o površini loma.

Sadržaj

Direktno posmatranje površine loma:Posmatrajte mikroskopske morfološke karakteristike površine loma pomoću metalografskih mikroskopa ili skenirajućih elektronskih mikroskopa.

Posmatranje profila frakture:Dalje razumjeti mikrostrukturu, put širenja pukotine i mehanizam loma.

Provjera makroskopskih informacija:Upotrijebite mikroskopsko posmatranje da dodatno provjerite informacije prikupljene tokom makroskopskog posmatranja.

Određivanje prirode prijeloma:Preciznije odredite prirodu, brzinu širenja i početnu lokaciju frakture na osnovu rezultata mikroskopskog posmatranja.

Identifikacija uzroka prijeloma:Kroz sveobuhvatnu analizu utvrditi uzrok i mehanizam prijeloma.

Korak 3: Kvantitativna analiza

svrha:Za provođenje dubljeg istraživanja površine loma kroz kvantitativno testiranje i analizu kako bi se dobili precizniji podaci o performansama.

Sadržaj

Analiza hemijskog sastava:Analizirati hemijski sastav materijala loma, uključujući sadržaj glavnih elemenata, nečistoća i nemetalnih inkluzija.

Ispitivanje mehaničkih svojstava:Izvršite testove zatezanja, udarca, tvrdoće i drugih mehaničkih svojstava materijala koji se lomi da biste procijenili njegovu čvrstoću, žilavost i tvrdoću.

Morfološka analiza prijeloma:Koristite instrumente kao što su skenirajući elektronski mikroskopi (SEM) za kvantitativnu analizu morfologije loma, kao što su dužina, širina, dubina, itd.

Procjena mehanizma loma:Procijenite mehanizam loma, kao što je duktilni lom, krti lom, itd., na osnovu rezultata kvantitativnog ispitivanja.

Sveobuhvatna evaluacija:Kombinujte rezultate makroskopskog posmatranja, mikroskopskog posmatranja i kvantitativne analize da biste sveobuhvatno procenili performanse materijala.

Kroz trostepenu metodu analize površine loma metala, može se steći sveobuhvatno i dubinsko razumijevanje uzroka, mehanizama i svojstava loma metalnog materijala, pružajući važne reference za dizajn, proizvodnju i upotrebu materijala.