Эксплуатационные дефекты. Часть 1. Трещины
Эксплуатационные дефекты – один из наиболее распространенных типов несплошностей, которые необходимо выявлять в ходе технической диагностики. Поэтому команда «Диагност ПБ» решила подготовить серию материалов, описывающих основные дефекты, встречаемые на производстве. Начнем рассказ со следующей таблицы, по которой будем ориентироваться в дальнейшем:
Темой первой статьи будут трещины, формирующиеся при статическом нагружении. Трещина однократного нагружения обычно образуется в материале деталей при воздействии на них нагрузок, превышающих прочность деталей. Второе название такой трещины – трещина вязкого разрушения в случае, если предшествующая образованию трещины деформация происходила в объеме, соизмеримом с объемом детали. Если в зоне образования трещины отсутствуют видимые следы макропластической деформации, то трещина называется хрупкой.
Вязкое (фото слева) и хрупкое (фото справа) разрушения
Вязкие трещины имеют, как правило, внутризеренный характер распространения. Вязкая трещина ориентирована либо нормально к направлению действия растягивающих напряжений, либо совпадает с направлением действия касательных напряжений.
Хрупкое разрушение может иметь как внутризеренный, так и межзеренный характер, приводя соответственно к образованию металлического или зернистого излома. Хрупкие трещины располагаются по поверхностям, перпендикулярным к направлению действия наибольших растягивающих напряжений.
Межзеренное разрушение, сопровождаемое порообразованием
Замедленным/задержанным разрушением называют хрупкое разрушение, наступающее с течением времени под воздействием статической нагрузки при напряжениях, меньше предела прочности материала без влияния повышенной температуры и коррозионных сред.
К факторам, повышающим склонность материалов к замедленному разрушению, относят наличие в них водорода, в закаленных сталях – закономерности мартенситного превращения, приводящего к возникновению в структуре стали остаточных микронапряжений, постепенное накопление дефектов структуры при вязком течении по границам зерен. Возникновению трещин замедленного разрушения способствует наличие на поверхности детали хрупкого слоя, монтажные перекосы. Часто решающим фактором является действие внутренних растягивающих напряжений, возникающих при механической обработке или сварке.
Результат разрушения от ползучести
Разрушение деталей после пластического течения их материала под воздействием постоянного напряжения при относительно высоких температурах определяется как разрушение от ползучести. Для ползучести характерно множественное трещинообразование.
При температуре примерно выше половины абсолютной температуры плавления материала характер разрушения изменяется, разрушение становится межзеренным или внутризеренным, в зависимости от температуры и скорости деформирования. С повышением температуры переход от внутризеренного разрушения к межзеренному смещается в область более высоких скоростей деформирования.
Большое влияние на характер разрушения оказывают размер зерен и их разнозернистость. Для материала с разнородным зерном характерно межзеренное разрушение и внутризеренное – по более крупным.