Что такое фрактография металла

Фрактография

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Фрактография» в других словарях:

фрактография — Изучение поверхностей излома после механического разрушения на образцах или деталях обычно под оптическим или электронным микроскопом. Особенность фрактографии сохранение исходной поверхности излома (без шлифования, полирования и т.п.).… … Справочник технического переводчика

Фрактография — [fractography] методы исследования изломов; в более широком смысле наука о строении поверхностей разрушения. Термин фрактография был введен лишь в 1944 г. (от латинского fractis излом). Различают макро и микроскопические методы исследования… … Энциклопедический словарь по металлургии

Фрактография — Fractography Фрактография. Описательная обработка типа разрушения материала со специфическими сносками на фотографии поверхности излома. Макрофотография приводит фотоснимки при низком увеличении. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… … Словарь металлургических терминов

фрактография — fraktografija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Metalų ir jų lydinių lūžių tyrimas. atitikmenys: angl. fractography vok. Bruchuntersuchung, f; Fraktographie, f rus. фрактография, f pranc. fractographie, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

ФРАКТОГРАФИЯ — (от лат. fractus излом и . графия) изучение поверхностей излома после механич. разрушения на образцах или деталях обычно под световым или электронным микроскопом. Особенность Ф. сохранение исходной поверхности излома, к рую, как правило, не… … Большой энциклопедический политехнический словарь

фрактография — фрактогр афия, и … Русский орфографический словарь

фрактография — фрактогра/фия, и … Слитно. Раздельно. Через дефис.

ФРАКТОГРАФИЯ — (от латинского fractus излом. и греческого grapho пишу) изучение поверхностей излома после механического разрушения на образцах или деталях под оптическим или электронным микроскопом. Особенностью фрактографии является сохранение исходной… … Металлургический словарь

Прочность — твёрдых тел, в широком смысле свойство твёрдых тел сопротивляться разрушению (разделению на части), а также необратимому изменению формы (пластической деформации) под действием внешних нагрузок. В узком смысле сопротивление разрушению.… … Большая советская энциклопедия

Хрупкость — свойство материала разрушаться при небольшой (преимущественно упругой) деформации под действием напряжений, средний уровень которых ниже предела текучести. Образование хрупкой трещины и развитие процесса хрупкого разрушения связано с… … Большая советская энциклопедия

Источник

Фрактография

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Смотреть что такое «Фрактография» в других словарях:

фрактография — Изучение поверхностей излома после механического разрушения на образцах или деталях обычно под оптическим или электронным микроскопом. Особенность фрактографии сохранение исходной поверхности излома (без шлифования, полирования и т.п.).… … Справочник технического переводчика

Фрактография — Fractography Фрактография. Описательная обработка типа разрушения материала со специфическими сносками на фотографии поверхности излома. Макрофотография приводит фотоснимки при низком увеличении. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… … Словарь металлургических терминов

фрактография — fraktografija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Metalų ir jų lydinių lūžių tyrimas. atitikmenys: angl. fractography vok. Bruchuntersuchung, f; Fraktographie, f rus. фрактография, f pranc. fractographie, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Фрактография — (от лат. fractus – излом и . графия описание поверхности металлических изломов с целью анализа причин и протекания процесса разрушения. Фрактографическое исследование проводят невооружённым глазом, а также с помощью лупы, светового и… … Большая советская энциклопедия

ФРАКТОГРАФИЯ — (от лат. fractus излом и . графия) изучение поверхностей излома после механич. разрушения на образцах или деталях обычно под световым или электронным микроскопом. Особенность Ф. сохранение исходной поверхности излома, к рую, как правило, не… … Большой энциклопедический политехнический словарь

фрактография — фрактогр афия, и … Русский орфографический словарь

фрактография — фрактогра/фия, и … Слитно. Раздельно. Через дефис.

ФРАКТОГРАФИЯ — (от латинского fractus излом. и греческого grapho пишу) изучение поверхностей излома после механического разрушения на образцах или деталях под оптическим или электронным микроскопом. Особенностью фрактографии является сохранение исходной… … Металлургический словарь

Прочность — твёрдых тел, в широком смысле свойство твёрдых тел сопротивляться разрушению (разделению на части), а также необратимому изменению формы (пластической деформации) под действием внешних нагрузок. В узком смысле сопротивление разрушению.… … Большая советская энциклопедия

Хрупкость — свойство материала разрушаться при небольшой (преимущественно упругой) деформации под действием напряжений, средний уровень которых ниже предела текучести. Образование хрупкой трещины и развитие процесса хрупкого разрушения связано с… … Большая советская энциклопедия

Источник

Что такое фрактография металла

Бурение скважин является широко популярной услугой, которая помогает не быть зависимым от централизованного водоснабжения, получить собственный источник чистой воды.

Читайте также:  Как узнать бан по железу или нет раст

Как правило, для заведений общественного питания необходимо специальное оборудование. Без холодильного стола на кухни ни как не обойтись. Это оборудование объединяет в.

Незастекленный балкон является своеобразным бельмом на глазу современных апартаментов, заметно проигрывающим в своей эстетике тем балконным конструкциям, на которых уже.

Как только на рынке появились первые лампочки, они имели цоколь е27, они и сегодня пользуется очень большим спросом. Это стандартизация мирового масштаба, практически в.

Строительная сфера очень развита, сегодня можно увидеть объекты только на подготовленных сухих площадках, но и на воде. Обратите внимание на современный порт, большая.

Освещать промышленные помещения традиционными светильниками не получится. Причина довольно проста: если в производственном цехе установить простой светильник, он будет.

Для обработки земли, ухода за разными растениями аграрии часто используют полногабаритную технику (трактора), а также средства малой. Используется эта техника также в.

Антифриз – специальная охлаждающая смесь. В автомобиле ее заливают в систему охлаждения мотора. От двигателя лишнюю тепловую энергию жидкость отводит при циркуляции.

Источник

Фрактографический анализ

Фрактографический анализ (или анализ изломов) это первый и обязательный этап исследований, который должен выполнить эксперт лаборатории металлургической экспертизы при установлении причин разрушения материала.

Визуальное изучение поверхности разрушения (излома) позволяет установить место начала разрушения, характер его дальнейшего протекания, сделать суждение о степени пластичности материала и о возможных структурных дефектах, приведших к зарождению и развитию трещин.

Именно поэтому для эксперта всегда важно, чтобы поверхность разрушения исследуемой детали была максимально сохранена в первозданном, минимально окисленном или загрязненном виде.

Исследование изломов

Для фрактографического анализа в зависимости от поставленных в исследовании задач могут применять наблюдения невооруженным глазом, оптические стереомикроскопы с увеличением 7,5 – 75 крат, а также электронные микроскопы с увеличением в несколько десятков тысяч раз.

Наблюдение излома в стереомикроскоп дает информацию о месте зарождения разрушения, о том, имело ли разрушение усталостный, статический или динамический характер, о соотношении доли вязкого и хрупкого разрушения в изломе.

Электронная микроскопия позволяет подсчитать по усталостным бороздкам количество циклов нагружения детали до разрушения, подробно изучить рельеф и обнаружить ямки, характерные для вязкого разрушения, сколы, характерные для транскристаллитного хрупкого разрушения, или камневидный излом, характерный для хрупкого межзеренного разрушения, а также возможные микродефекты и неметаллические включения.

Основные характеристики изломов, оцениваемые фрактографическим анализом

  1. Характер нагружения: динамический, статический или циклический.
  2. Вид излома: вязкий, хрупкий или смешанный.
  3. Расположение зоны зарождения, роста трещины и долома.
  4. Расслои, недопустимые включения и прочие признаки дефектов материала, описанные в атласах фрактограмм.

Поверхность разрушения полнотолщинного образца трубы после испытания падающим грузом. Стереомикроскоп + расширенный фокус

Поверхность разрушения турбинной лопатки с усталостными бороздками. Стереомикроскоп

Источник

Фрактография

В этой статье нашего блога мы наконец-то добрались до краткого описания фрактографического исследования. Ведь как Вы, наверное, уже заметили по нашим статьям, ни одна металловедческая экспертиза по определению причин разрушения изделий, сделанных из металла, не обходится без анализа поверхностей излома. Фрактография является неотъемлемой частью металловедческой экспертизы.

Фрактография – это наука, которая занимается описанием и систематизацией видов и типов изломов.

При разрушении металлического изделия поверхность излома может иметь совершенно разный рельеф, который зависит от целого ряда факторов. Основные факторы, влияющие на характер разрушения, следующие:

— температура эксплуатации изделия;

— напряженное состояние, в котором находился объект исследования до момента разрушения;

— физико-химические свойства металла изделия.

Все эти факторы по одному или в совокупности влияют на характер разрушения металлического изделия. Понижение температуры эксплуатации вкупе с низкими хладостойкими свойствами металла провоцируют образование хрупкого излома. Перегруз изделия перед моментом разрушения способствует образованию пластической деформации с вязким характером излома.

Умение «читать» излом является необходимым для каждого металловеда. Ведь порой одной только фрактографии достаточно для определения причин разрушения.

Для более точного изучения поверхностей разрушения во фрактографии пользуются электронными микроскопами, как просвечивающими, так и сканирующими (растровыми).

При работе с изломом в просвечивающем электронном микроскопе используют углеродные реплики, которые снимают с поверхности, предварительно напылив. Данные реплики очень хорошо повторяют топография поверхности разрушения. Изображение получается электронами, пролетевшими сквозь реплику. Полученные таким способом фрактограммы характеризуются хорошей четкостью изображения с возможностью применения высокого увеличения. Пример фрактограммы, полученной на просвечивающем электронном микроскопе приведен на рисунке (×1400).

При изучении излома на сканирующем (растровом) электронном микроскопе исследования подвергают непосредственно сам излом, есть только ограничения по размеру объекта, связанные с размерами рабочей камеры микроскопа. Для фрактографии используют изображения, полученные в лучах вторичных электронов (SE). Вторичными их называют потому что, эти электроны выходят непосредственно из изучаемого металла после их возбуждения облучающим пучком. В отличие от отраженных электронов вторичные позволяют получить высоконтрастные изображения с отчетливо видным рельефом. По качеству отображения рельефа поверхности разрушения сканирующая микроскопия существенно опережает просвечивающую микроскопию. Пример изображения излома, полученного при помощи сканирующего электронного микроскопа в лучах вторичных электронов, показан на рисунке (×200).

Читайте также:  Щипцы для термообработки металла

Надеюсь, в этой статье мне удалось пролить свет на основы фрактографии. В будущем будет подготовлен сводный материал с примерами изображений изломов различных типов.

Источник

Что такое фрактография металла

Бурение скважин является широко популярной услугой, которая помогает не быть зависимым от централизованного водоснабжения, получить собственный источник чистой воды.

Как правило, для заведений общественного питания необходимо специальное оборудование. Без холодильного стола на кухни ни как не обойтись. Это оборудование объединяет в.

Незастекленный балкон является своеобразным бельмом на глазу современных апартаментов, заметно проигрывающим в своей эстетике тем балконным конструкциям, на которых уже.

Как только на рынке появились первые лампочки, они имели цоколь е27, они и сегодня пользуется очень большим спросом. Это стандартизация мирового масштаба, практически в.

Строительная сфера очень развита, сегодня можно увидеть объекты только на подготовленных сухих площадках, но и на воде. Обратите внимание на современный порт, большая.

Освещать промышленные помещения традиционными светильниками не получится. Причина довольно проста: если в производственном цехе установить простой светильник, он будет.

Для обработки земли, ухода за разными растениями аграрии часто используют полногабаритную технику (трактора), а также средства малой. Используется эта техника также в.

Антифриз – специальная охлаждающая смесь. В автомобиле ее заливают в систему охлаждения мотора. От двигателя лишнюю тепловую энергию жидкость отводит при циркуляции.

Источник

Фрактография в материаловедении

В учебном пособии описаны виды разрушения металлических материалов. Даны понятия и термины, используемые при описании всех видов разрушения. Приведены классификация видов изломов металлов, анализ строения изломов, полученных при разовом и многократном нагружении, длительном нагружении, а также при повышенных и высоких температурах. В учебном пособии представлены приложения с иллюстрациями микро- и макрофрактограммы изломов, а также описаны зарождение и развитие трещины и дефекты в изломах. Предназначено для магистрантов и аспирантов по дисциплине М2.В1 «Фрактография в материаловедении» укрупненной группы 150000 – «Металлургия, машиностроение и материалообработка» по направлению 150400.68 – «Металлургия».

Оглавление

  • Введение
  • 1. Виды разрушения
  • 2. Механизмы зарождения трещины

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Фрактография в материаловедении предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

2. Механизмы зарождения трещины

Механизмы зарождения трещин и пор на атомном уровне основаны на представлении о том, что для разрушения необходима пластическая деформация, вызванная движением дислокаций.

Известно несколько моделей соединения дислокаций и образования субмикротрещин. Так, торможение дислокаций и их скопление около препятствий (границы зерен, двойников либо включения избыточных фаз) способствует сближению нескольких дислокаций, экстраплоскости которых сливаются, а под ними образуется зародышевая микротрещина. Модель образования микротрещины путем слияния дислокаций называется моделью Зинера — Стро.

Микротрещина может преобразовываться в микропору путем вхождения дислокации обратного знака в дислокационную микротрещину и ее затупления (рис. 1), что приводит к существенному уменьшению концентрации напряжений в ядре клиновидной дислокационной трещины, или сверхдислокации.

Рис. 1. Образование дислокационной трещины (а) и ее затупление с превращением в пору (б) [3]

Микропоры могут образоваться путем формирования локальных скоплений вакансий с последующей конденсацией их в поры. Вакансионному пересыщению кристаллической решетки способствуют большая пластическая деформация, радиационное облучение, закалка и т. п.

Модель формирования поры в результате сдвиговой деформации, протекающей за счет дислокационных перемещений в пересекающихся плоскостях скольжения, показана рис. 2. Условия такого скольжения реализуются в макроскопическом масштабе, например, при поперечной или винтовой прокатке, при которой в осевой зоне заготовки вскрывается полость.

Рис. 2. Образование поры на пересечении попеременно активируемых плоскостей скольжения

Особенности производства и эксплуатации металлических материалов способствуют возникновению газовых пор (пузырьков), причем давление газа может быть существенным.

Модель заторможенного сдвига. Эта модель, подобно предыдущей, предполагает блокировку дислокаций барьером. Отличие ее заключается в том, что в голове дислокационного скопления возникают не только касательные напряжения интенсивностью nτ, но и значительные нормальные растягивающие напряжения в области под плоскостью скольжения. Эти растягивающие напряжения максимальны на плоскости, составляющей угол 70° с плоскостью скольжения (рис. 3).

Рис. 3. Схема зарождения трещины у вершины дислокационного скопления [3]

После достижения количества дислокаций в скоплении до нескольких сотен нормальные напряжения превышают прочность материала на отрыв (теоретическая прочность), и появляется трещина.

Модель Коттрелла. Этот механизм можно использовать для описания процесса образования трещин в металлах с ОЦК (объемно центрированной кубической) решеткой. Возникновение трещин, как и в предыдущих случаях, связывается с необходимостью формирования дислокационных скоплений. Однако в модели Коттрелла не требуется наличия в исходном состоянии готовых барьеров для дислокаций. Препятствия, а затем дислокационные скопления и трещины образуются в результате протекающей пластической деформации.

Читайте также:  Краска для металла полимер

Рис. 4. Схема зарождения трещины в ОЦК металлах [3]

На рис. 4 показана схема образования трещины по этой модели. В растягиваемом образце происходит перемещение скользящей дислокации по пересекающимся плоскостям (101) и (101) (это плоскости наиболее плотной упаковки в ОЦК кристалле, и именно они являются плоскостями легкого скольжения). При встрече этих дислокаций возникает новая дислокация, расположенная в плоскости (100), не являющейся плоскостью скольжения. Дислокация встречи блокирует обе плоскости скольжения, что приводит к скоплению дислокаций и образованию зародышевой трещины в плоскости скола (001).

Модель образования трещины у субграницы. В некоторых случаях для зарождения трещины необязательным является наличие дислокационного скопления. Например, в металлах с гексагональной решеткой (Zn) при низких температурах возможно возникновение трещины в результате перерезания малоугловой границы в процессе сдвига. На рис. 5 показано образование микротрещины в результате сдвига, разделяющего малоугловую границу (с углом разориентиров-ки приблизительно 5°) на две части. Такое разделение возможно, если малоугловая граница расположена вертикально по отношению к базисным кристаллографическим плоскостям ГПУ кристалла, по которым происходит сдвиг при нагружении.

Модель зарождения трещины при торможении двойника. Двойники деформации распространяются с большой скоростью, поэтому при встрече растущего двойника деформации с препятствием, например границей зерна или ранее образовавшимся двойником, для которого характерно другое направление двойникования, создаются благоприятные условия для зарождения трещины (рис. 6).

Рис. 5. Возникновение трещины при перерезании малоугловой границы:

а — до деформации; б — зарождение трещины [3]

Рис. 6. Схема возникновения трещины при встрече развивающихся двойников (а) и торможения одного двойника другим (б) [3]

В условиях развитой межзеренной деформации микропоры могут возникать вблизи стыка кристаллитов А, В и С (рис. 7).

Вакансионная модель образования пор. Деформация ползучести, особенно при высоких температурах и низких напряжениях, связана не с движущимися дислокациями, а происходит вакансионным путем и является результатом направленного массопереноса. Диффузионные потоки вакансий вдоль границ зерен больше транскристаллитных потоков. Это стимулирует зернограничную деформацию и образование трещин и микропор на стыке кристаллитов. Межзеренное проскальзывание вдоль границы со ступенькой способствует образованию микропор.

Микропоры могут образовываться около частиц избыточных фаз, которые чаще всего располагаются на границах зерен. С увеличением поверхностной энергии границы матрица — фаза и уменьшением размера частиц избыточной фазы вероятность образования микропор возрастает. Образование микропор по механизму стока вакансий наблюдается при радиационном облучении.

Рис. 7. Схема зарождения трещины в стыке трех зерен за счет межзеренной деформации [3]

Кроме рассмотренных, возможны и другие механизмы зарождения пор и трещин. Способ образования зародышевых дефектов зависит от типа кристаллической решетки металла и характера микроструктуры. Дальнейшее поведение пор и трещин, определяющее многие механические характеристики материала, зависит от условий нагружения, под действием которых объемные дефекты развиваются.

2.1. Развитие трещины

Вязкое и хрупкое разрушения включают в себя две стадии:

1) зарождение зародышевой трещины;

2) распространение трещины.

По механизму зарождения трещин они принципиально не различаются. Качественное различие между ними связано с энергоемкостью и скоростью распределения трещин. При хрупком разрушении скорость очень велика, она достигает 0,4–0,5 скорости распространения звука в материале образца. В случае же вязкого разрушения трещина распространяется в основном с относительно малой скоростью, соизмеримой со скоростью деформации образца.

Энергоемкость вязкого разрушения значительно больше, потому что при развитии вязкой трещины пластическая деформация идет не только вблизи ее вершины, но и по значительному объему детали или образца. В результате работа, необходимая для продвижения трещины, здесь значительно больше, чем при развитии хрупкой трещины, когда пластическая деформация локализована в узком слое у ее вершины.

Вторая стадия разрушения является наиболее важной, поскольку именно она в основном определяет сопротивление материала разрушению. По Я.Б. Фридману, процесс разрушения на стадии развития трещины включает следующие этапы:

1) инкубационный, на котором скорость распространения трещины постепенно возрастает;

2) период торможения, характеризующийся замедлением роста трещины;

3) стационарный, когда скорость развития трещины постоянна;

4) ускоренный, иногда идет лавинообразный период роста трещины, с все возрастающей скоростью вплоть до полного разрушения тела.

Первые три периода соответствуют так называемой докритической стадии развития трещины, когда процесс разрушения еще можно контролировать, а четвертый — закритической стадии распространения трещины, когда окончательное разрушение становится уже трудно управляемым и часто необратимым.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл