Metāla lūzumu veidu un lūzumu virsmas analīzes kopsavilkums

Ⅰ Ievads

Metāla materiāli bieži saskaras ar atteices scenārijiem, piemēram, lūzumu, koroziju, nodilumu un deformāciju dažādos lietojumos. Starp tiem lūzumi tiek uzskatīti par vienu no visbīstamākajiem neveiksmju veidiem, un tas vienmēr ir saņēmis plašu uzmanību. Ja metāls sprieguma ietekmē sadalās divos vai vairākos gabalos (dažreiz arī karstuma vai kodīgas vides ietekmē), to sauc par pilnīgu lūzumu. Ja metālā ir plaisas, to sauc par nepilnīgu lūzumu.

Ⅱ Metāla lūzumu veidi

1. Klasifikācija pēc plastmasas deformācijas pakāpes pirms lūzuma

Smilšu strūklu apstrādē tiek izmantots saspiests gaiss, lai lielā ātrumā uz sagataves virsmas izsmidzinātu abrazīvus materiālus (piemēram, vara rūdu, kvarca smiltis, korundu, dzelzs smiltis, Hainanas smiltis utt.). Abrazīva trieciena un griešanas darbības dēļ mainās sagataves virsma, panākot noteiktu tīrības līmeni un atšķirīgu raupjumu.

Kaļamā lūzums

Pazīstams arī kā plastisks lūzums vai plastmasas lūzums.

Lūzuma virsmas raksturojums:Makroskopiski kaļamā lūzuma lūzuma virsma uzrāda ievērojamu plastisko deformāciju, lūzuma lieluma izmaiņas, šķiedru un bīdes lūpu reģionu klātbūtni un blāvu krāsu. Mikroskopiski tajā ir redzami bedrīšu raksti, šķiedrainas struktūras, izstarojoši un skujiņu grēdu raksti.

Noteikšana:Parasti tiek definēts, ka, ja gluda stiepes parauga laukuma samazinājums ir lielāks par 5%, tas tiek uzskatīts par kaļamu lūzumu.

▲ Kaļamā lūzuma makroskopiskā virsma

▲ Kaļamā lūzuma mikroskopiskā virsma

Trausls Lūzums

Lūzuma raksturojums:Trauslā lūzuma pazīmes gan makroskopiskā, gan mikroskopiskā līmenī ir ievērojamas plastiskās deformācijas trūkums un salīdzinoši gludas, spīdīgas virsmas. Šīs pazīmes rodas tāpēc, ka lūzuma laikā materiāls netiek pietiekami plastiski deformēts, izraisot plaisu ātru izplatīšanos un veidojot glītas, gludas lūzuma virsmas. Mikroskopiskā līmenī šķelšanās pakāpieni, upju raksti un mēles raksti vēl vairāk atklāj trauslo lūzumu lūzumu mehānismus un plaisu izplatīšanās ceļus.

Apdraudējums:Parasti iepriekšēju pazīmju nav, un tas notiek pēkšņi, bieži izraisot smagas sekas.

Noteikšana:Šķērsgriezuma laukuma samazinājums, kas mazāks par 5% gludiem stiepes paraugiem, var norādīt uz minimālu vienmērīgu plastisko deformāciju, ko uzskata par trauslu lūzumu.

▲ Trausls lūzums Makroskopiskā virsma

▲ Trausls lūzums Makroskopiskā virsma

2. Klasifikācija pēc plaisu izplatīšanās ceļa

Transgranulārs lūzums

Raksturlielumi:Plaisa izplatās pa graudu iekšpusi.

Daba:Tas var būt vai nu plastisks, vai trausls.

▲ Transgranulārā lūzuma shēma

▲ Transgranulāro lūzumu mikrogrāfs

Starpgranulārais lūzums

Raksturlielumi:Plaisa izplatās pa graudu robežām.

Daba:Pārsvarā trausli lūzumi.

▲ Starpgranulu lūzumu shēma

▲ Starpgranulu lūzumu mikrogrāfs

3. Klasifikācija pēc sprieguma veida un lūzuma virsmas relatīvā stāvokļa, orientācija uz stresu

Stiepes lūzums

Lūzuma virsmas orientācija ir perpendikulāra maksimālajam normālajam spriegumam.

Daba:Pārsvarā trausls lūzums, bet var būt arī ievērojama plastiskā deformācija.

Bīdes lūzums

Lūzuma virsmas orientācija sakrīt ar maksimālā bīdes sprieguma virzienu, veidojot 45 grādu leņķi ar maksimālo normālo spriegumu.

Daba:Kaļamais lūzums.

 

4. Klasifikācija pēc slodzes rakstura un stresa cēloņa

Noguruma lūzums

Definīcija:Lūzums, kas rodas materiālos mainīgas slodzes ietekmē.

Mehānisms:Stresa un laika maiņas kombinētās ietekmes rezultāts.

▲ Noguruma lūzums, ko izraisa kombinēta spriedze un saspiešana

Vides lūzums

Definīcija:Materiālu zemsprieguma lūzums, ko izraisa vides faktori.

Klasifikācija:Galvenokārt ietver spriegumu korozijas plaisāšanu un ūdeņraža trauslumu.

▲ Korozijas lūzums

II. Metāla lūzumu virsmas analīzes metodes

Trīspakāpju metode metāla lūzumu virsmu analīzei ir sistemātisks process, kura mērķis ir izprast materiālu lūzumu cēloņus, mehānismus un īpašības, novērojot un novērtējot lūzumu virsmas.

1. solis: Makroskopiskā novērošana

Mērķis:Lai veiktu sākotnējo novērojumu ar neapbruņotu aci, palielināmo stiklu vai mazjaudas optisko mikroskopu, lai savāktu makroskopisku informāciju par lūzuma virsmu.

Saturs

Pārskata novērojums:Sākotnēji novērojiet dažādu lūzuma virsmas reģionu kopējo izskatu un savstarpējās attiecības, izmantojot neapbruņotu aci un zema palielinājuma lēcas.

Lūzuma rakstura analīze:Veiciet iepriekšēju lūzuma rakstura noteikšanu, piemēram, kaļamu lūzumu, trauslu lūzumu utt.

Spriedums par plaisu izcelsmi:Analizējiet plaisas rašanās vietu un plaisu izplatīšanās virzienu.

Metalurģijas un termiskās apstrādes kvalitātes novērtējums:Izmantojiet makroskopisko novērošanu, lai provizoriski novērtētu metalurģijas kvalitāti un termiskās apstrādes kvalitāti.

Ieraksts:Fotografējiet un pierakstiet makroskopisko novērojumu rezultātus turpmākai analīzei.

2. solis: mikroskopiskā novērošana

Mērķis:Veikt padziļinātu novērojumu, izmantojot lieljaudas mikroskopus (piemēram, metalogrāfiskos mikroskopus un skenējošus elektronu mikroskopus), lai iegūtu mikroskopisku informāciju par lūzuma virsmu.

Saturs

Lūzuma virsmas tieša novērošana:Ievērojiet lūzuma virsmas mikroskopiskās morfoloģiskās īpašības, izmantojot metalogrāfiskos mikroskopus vai skenējošus elektronu mikroskopus.

Lūzuma profila novērošana:Sīkāk izprast mikrostruktūru, plaisu izplatīšanās ceļu un lūzuma mehānismu.

Makroskopiskās informācijas pārbaude:Izmantojiet mikroskopisko novērojumu, lai vēl vairāk pārbaudītu informāciju, kas savākta makroskopiskā novērošanas laikā.

Lūzuma rakstura noteikšana:Precīzāk nosakiet lūzuma raksturu, izplatīšanās ātrumu un izcelsmes vietu, pamatojoties uz mikroskopisko novērojumu rezultātiem.

Lūzuma cēloņa identificēšana:Veicot visaptverošu analīzi, identificējiet lūzuma cēloni un mehānismu.

3. darbība. Kvantitatīvā analīze

Mērķis:Veikt padziļinātu lūzumu virsmas izpēti, izmantojot kvantitatīvus testus un analīzi, lai iegūtu precīzākus veiktspējas datus.

Saturs

Ķīmiskā sastāva analīze:Analizējiet lūzuma materiāla ķīmisko sastāvu, tostarp galveno elementu, piemaisījumu un nemetālisku ieslēgumu saturu.

Mehānisko īpašību pārbaude:Veiciet lūzuma materiāla stiepes, trieciena, cietības un citus mehānisko īpašību testus, lai novērtētu tā stiprību, stingrību un cietību.

Lūzumu morfoloģijas analīze:Izmantojiet tādus instrumentus kā skenējošie elektronu mikroskopi (SEM), lai kvantitatīvi analizētu lūzumu morfoloģiju, piemēram, plaisas garumu, platumu, dziļumu utt.

Lūzuma mehānisma novērtējums:Pamatojoties uz kvantitatīviem testa rezultātiem, novērtējiet lūzuma mehānismu, piemēram, kaļamo lūzumu, trauslu lūzumu utt.

Visaptverošs novērtējums:Apvienojiet makroskopisko novērojumu, mikroskopisko novērojumu un kvantitatīvās analīzes rezultātus, lai vispusīgi novērtētu materiāla veiktspēju.

Izmantojot trīspakāpju metāla lūzumu virsmas analīzes metodi, var iegūt vispusīgu un padziļinātu izpratni par metāla materiālu lūzumu cēloņiem, mehānismiem un īpašībām, sniedzot svarīgas atsauces materiālu projektēšanai, ražošanai un izmantošanai.