Фрактографический анализ изломов

В производстве металлоизделий необходимо применять материалы и методы их обработки, которые демонстрируют прочность и высокое сопротивление к разрушающим факторам. В ином случае, образуется излом, который характеризует стадию деструкции материала, снижая показатели надежности и безопасности его дальнейшего использования.

Одним из методов исследований разрушений является фрактографический анализ изломов, который проводится специалистами лаборатории. Экспертиза проводится:

• при оценке (аттестации) материала после проведения испытаний на прочность с целью определения характеристик и при входном контроле;
• на промежуточных стадиях производства (оценивается качество и отработка режимов применяемых способов обработки – к примеру, механического, термического, химико-термического и т.д.);
• при выпуске готовых металлоизделий (в ходе обязательной оценки соответствия продукции).

Испытаниям на излом чаще всего подвергаются металлоизделий, например:

• бруски;
• слитки;
• уголки;
• арматура;
• запчасти (для автомобилей, промышленного оборудования и машин и т.д.);
• крепления и иные.

Стандартами, согласно которым осуществляются испытания на излом, выступают ISO 9017-2017, ГОСТ 10243-75 (для стальных сплавов), ГОСТ Р 57180-2016 (для сварных соединений) и другие.

Существуют следующие виды изломов:

• хрупкий (или квазихрупкий) – является самым опасным, так как возникает быстро и приводит к внезапному выводу детали из строя. Характеризуется мягкой структурой разрушения с кристаллическим строением. В зависимости от вида материала бывает трех видов: камневидной, фарфоровый или нафталиновый;
• вязкий – развивается медленно, в основном – при заклиниваниях механизмов или нарушениях технологических режимов. Характеризуется бугристо-сглаженной структурой со скосами по бокам и краям, а также демонстрирует выраженную пластическую деформацию материала;
• усталостный – образуется при длительном воздействии циклических нагрузок и позволяет определить место возникновения микротрещины. Чаще всего это места концентрации повреждений и напряжений, от которых образуются микротрещины и дальнейшие разрушения;
• смешанный – в данном виде прослеживаются все вышеописанные особенности.

Как проводится исследование?

Согласно с ГОСТ 10243-75, для проведения исследований предоставляются образцы с высотой поперечных темплетов не менее 15 мм, но не более 40 мм. Если заготовки имеют большое сечение, то разрешается выполнить разрезы с сохранением осевой зоны.

Затем специалисты в несколько этапов проводят анализ изломов при оценке материалов. Вначале проводится визуальный осмотр разрушений, а затем, в зависимости от их особенностей, применяются следующие инструменты и оборудование:

• лупа с 8-10-кратным увеличением;
• оптический стереомикроскоп (увеличение составляет 7,5-75 крат);
• электронный микроскоп (увеличение достигает нескольких десятков тысяч раз).

Наблюдение излома позволяет определить:

• его вид (хрупкий, вязкий, усталостный, смешанный);
• характеристики (к примеру, кристаллический или зернистый, волокнистый или матовый, цвет, наличие флокенов, несплошностей и т.д.);
• структуру металла (мелко- или крупнозернистая).
• соответствие макроструктуры параметрам гос. стандартов (ГОСТ 10243–75 и т.д.);
• место зарождения разрушения (зона зарождения микротрещин);
• количество циклов нагружения материала до появления признаков разрушения, а также характер нагружения (циклический, статический или динамический);
• особенности рельефа материала (к примеру, наличие ямок, сколов, камневидных изломов, микродефектов, включений неметаллического типа, пригаров, дефектов сварных соединений, отливок, расслоев, надрывов и т.д.);
• параметры роста трещин и т.д.

После проведения испытания на излом специалисты лаборатории оформляют протокол.

Обратившись к экспертам Портала, вы можете получить содействие в проведении фрактографических исследований и иных. Уточнить сроки и стоимость услуг можно онлайн – консультации предоставляются бесплатно.