دانش

تحلیل سطح شکست جایگاه ویژه‌ای در تحلیل شکست شکست دارد، زیرا اطلاعات مختلفی مربوط به شکست روی سطح شکست ثبت می‌شود. از طریق تحلیل سطح شکست، می‌توان علت شکست و عوامل مؤثر بر آن را شناسایی کرد. تحلیل میکروسکوپی سطح شکست عمدتاً از ابزارهایی مانند میکروسکوپ‌های متالوگرافی، میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ‌های الکترونی عبوری (TEM) و میکروآنالیزرهای پروب الکترونی (EPMA) برای مطالعه فرآیند میکروسکوپی شکست، مکانیسم شکست و تحلیل عوامل مؤثر مختلف منجر به شکست استفاده می‌کند.

 

I. سطح شکست ترد

 

مقدمه: (1) سطح شکست معمول در شکست ترد، شکست کلیواژ است. (2) سطح شکست از صفحات کوچکی با پله‌هایی به اندازه دانه‌های کریستالی تشکیل شده است (شکل 1 زیر را ببینید). صفحه کلیواژ، صفحه کریستالی ترک خورده است و پله‌ها، پله‌های کلیواژ نامیده می‌شوند که زمانی تشکیل می‌شوند که ترک کلیواژ منتشر می‌شود و با نابجایی‌های پیچی تلاقی می‌کند و از یک صفحه کلیواژ به صفحه دیگر منتقل می‌شود. پله‌ها همچنین می‌توانند از طریق کلیواژ ثانویه یا پارگی تشکیل شوند.

 

دوم. شکستگی بین دانه‌ای

معرفی:

(1) این جداسازی دانه‌ها در یک ماده پلی کریستالی در امتداد مرز دانه‌ها است. اساسی‌ترین ویژگی میکروسکوپی، مورفولوژی شکر مانند با وجوه مرز دانه (یعنی صفحات کوچک) است (شکل 2 را در زیر ببینید).

(2) تردی هیدروژنی، خوردگی تنشی، خزش، تردی تمپر و ترک خوردگی داغ جوشکاری اغلب شکستگی‌های بین دانه‌ای هستند.

 

III. شکستگی نرم

معرفی:

(1) ویژگی میکروسکوپی سطح شکست، وجود تعداد زیادی فرورفتگی است (همانطور که در شکل 3 زیر نشان داده شده است). این به این دلیل است که در طول تغییر شکل پلاستیک ماده، ترک‌ها ابتدا در اطراف ذرات فاز دوم مانند آخال‌ها و رسوبات یا در نواحی دارای نقص ظاهر می‌شوند و ریزحفره‌ها را تشکیل می‌دهند. با وقوع تغییر شکل پلاستیک بیشتر، این ریزحفره‌ها رشد می‌کنند، به هم می‌پیوندند و در نهایت منجر به شکست می‌شوند.

(2) از نظر ماکروسکوپی، شکست نرم قطعاً دارای ساختار متالوگرافی الکترونی از نوع گودی خواهد بود. با این حال، شکست ترد ماکروسکوپی ممکن است از نظر میکروسکوپی نیز گودی‌هایی را نشان دهد. به عنوان مثال، هنگامی که یک نمونه به شرایط کرنش صفحه‌ای می‌رسد و تحت انتشار سریع و ناپایدار کم‌انرژی قرار می‌گیرد، کل نمونه به صورت شکننده می‌شکند. اما در نواحی میکروسکوپی در هر دو طرف سطح شکست، تغییر شکل برشی ممکن است هنوز رخ دهد که منجر به پارگی کم‌انرژی از نوع میکروحفره (با فرض اینکه در این زمان هیچ شکافی رخ نمی‌دهد) می‌شود و ساختار متالوگرافی الکترونی از نوع گودی است.

 

. سطح شکست خستگی

معرفی:

(1) شیارهای خستگی روی سطح شکست ممکن است به صورت پیوسته توزیع شده باشند، همانطور که در آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای تیتانیوم و فولادهای آستنیتی دیده می‌شود؛ یا ممکن است به صورت ناپیوسته توزیع شده باشند، همانطور که در فولادهای سازه‌ای و فولادهای با استحکام بالا مشاهده می‌شود (شکل 4 را در زیر ببینید).

(2) فاصله شیارهای خستگی با افزایش طول انتشار ترک به تدریج افزایش می‌یابد و همچنین با افزایش تنش چرخه‌ای نیز افزایش می‌یابد.

(3) هر چرخه تنش یک ترک خستگی ایجاد می‌کند، به این معنی که رابطه‌ای متناظر بین فاصله خطوط خستگی و نرخ انتشار ترک وجود دارد.

(4) خطوط خستگی پلاستیکی و خطوط خستگی ترد وجود دارد. خستگی ترد نادر است و تنها در چند ماده مانند آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا مشاهده شده است. ویژگی آن این است که مسیر شکست به شکل بادبزنی شعاعی است و خطوط خستگی توسط پله‌های شعاعی به بخش‌های کوتاه و مسطح تقسیم می‌شوند.

ویگور در تولید قطعات ریخته‌گری و آهنگری با کیفیت بالا تخصص دارد. در صورت داشتن هرگونه سوال، درخواست، نیاز به توسعه قطعات جدید یا بهبود زنجیره تأمین خود، لطفاً با ما تماس بگیرید. info@castings-forging.com