Е. А. Богданов Основы технической
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| Рис. 11.3. Металлографический микроскоп МПМ-1К
В ряде случаев для исследования структуры стали целесообразно применять методы фрактографии (от англ. fracture - разрушение), которая изучает строение изломов. Изломы бывают двух видов: хрупкие и вязкие. Хрупкий излом происходит мгновенно, вязкий обычно начинается с зарождения и развития микротрещины и происходит в течение длительного времени. Изучение строения изломов (фрактография) производится визуально при небольшом увеличении. Используют также методы сканирующей (на массивных образцах) и просвечивающей (реплики) электронной микроскопии с увеличениями в 1000, 4000 и 8000 раз. Фрактографические исследования позволяют понять механизм разрушения. Роль фрактографии особенно возрастает в тех случаях, когда в процессе изготовления или эксплуатации снижается когезив-ная прочность границ зерен, что проявляется в изменении строения излома. Хрупкий излом из транскристального, т. е. по телу зерна, становится межзеренным (по их границам) и приобретает характерную огранку. Вязкий излом в пределах макрорасстояний распространяется линейно (прямо) независимо от границ зерен, а сечение металла в зоне излома имеет утяжку. Согласно проведенным исследованиям, увеличение доли меж-зеренной составляющей в изломе сопровождается смещением критических температур хрупкости в область положительных температур, т. е. охрупчиванием металла. Наиболее слабым звеном металлоконструкции, как правило, являются сварные швы, поэтому электрон но-фрактографические исследования проводят обычно в целях определения степени охрупчивания (повреждения) металла различных зон сварного соединения и установления причин его трещинообразования. Изломы для электронно-фрактографического анализа получают при испытании стандартных образцов на ударную вязкость (ГОСТ 9454-78) при отрицательных температурах, обеспечивающих наличие на поверхности разрушения «хрупкого квадрата». Фрактографические исследования обязательно проводят при расследовании причин аварий и разрушений металлоконструкций различного назначения и выявлении очага разрушения. При хрупком разрушении поверхность излома имеет кристаллический характер с характерным шевронным рельефом, при этом очаг зарождения трещины определяют по направлению сходимости лучей (ступенек) рельефа, указывающего на направление к очагу зарождения трещины. Вязкое разрушение вследствие пластической деформации имеет матовую волокнистую поверхность с хаотичным рельефом. Для усталостного разрушения свойственна относительно плоская поверхность без развитого рельефа и отсутствия признаков пластической деформации, т. е. усталостное разрушение металлоконструкций происходит при работе в области упругих деформаций при напряжениях меньше предела текучести. При длительном развитии трещины на поверхности усталостного излома обычно образуются так называемые следы «сезонной остановки». Интервалы между следами, как правило, увеличиваются по мере роста трети-ны. Очаг зарождения усталостной трещины выявляется по направлению сходимости концентрических следов, а также по изменению цвета излома и возможному наличию на его поверхности следов коррозии. Некоторые характерные поверхности изломов приведены на рис. 11.4. Рис. 11.4. Характерные поверхности изломов: а – хрупкое разрушение; б – усталостная трещина со следами сезонной остановки; 1 – шевронный рельеф; 2 – очаг разрушения; 3 – поверхность вязкого разрушения; 4 – следы сезонной остановки трещины Классификация и описание изломов более подробно приведены в специальных нормативно-технических документах, например в РД 14-001—99 «Методические указания по техническому диагностированию и продлению срока службы стальных баллонов, работающих под давлением». Металлографические и фрактографические исследования позволяют установить природу охрупчивания и изменения других свойств металла, оценить безопасность дальнейшей эксплуатации оборудования и указать пути устранения неблагоприятного влияния эксплуатационных факторов. Ухудшение механических свойств материалов может протекать как в процессе изготовления, так и при эксплуатации. Фактические механические свойства материалов на момент диагностирования могут быть определены прямым способом - проведением механических испытаний либо косвенными - с использованием результатов металлографических и фрактографических исследований. жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|