3.4 Усталостный излом

Усталостный излом возникает при воздействии на деталь знакопеременных или вообще – циклических нагрузок. Характерной особенностью усталостного излома является наличие двух зон:

• сглаженной зоны роста усталостной трещины (1 – на рис. 4);

• зоны долома вязкого или хрупкого типа (2 – на рис. 4).

На фрактограммах основное внимание уделяют первой зоне, при этом используя большие увеличения, по расположению дугообразного рельефа (3 – на рис. 4) стремятся выявить источник, который служил центром зарож­дения трещины. Обычно это поверхностные дефекты в виде надрезов, раковин (4 – на рис. 4), крупных включений и т.п. По расстоянию между дугами микрорельефа в ряде случаев можно определить длительность процесса роста трещины и кинетические особенности этого процесса.

4 Содержание работы и отчета

1. Зарисуйте схему РЭМ с обозначениями и названиями узлов. Укажите основные характеристики РЭМ Tesla BS-300.

2. Зарисуйте схему образования двух основных типов изломов – хрупкого и вязкого и их главные элементы: фасетки – в хрупком изломе; ямки – в вязком изломе.

3. Зарисуйте фрактограммы различных изломов, наблюдаемые вами на РЭМ, обозначьте стрелками все основные элементы изломов, дайте необходимые пояснения, укажите характер разрушения сплава.

4. Проанализируйте микрофрактограммы литейного титанового сплава ВТ5Л с различными механическими свойствами – , δ,КСU. Найдите на снимках все описанные элементы строения. Дайте оценку изломам (укажите тип разрушения). Сплав ВТ5Л имеет пластинчатое строение: пачки пластин α‑фазы образуют колонии, объединенные в группы, по размерам бывшего β­‑зерна. В изломе хорошо заметно это пластинчатое строение, а также межпластинчатые прослойки.

5. Проанализируйте фрактограмму усталостного излома литейного титанового сплава ВТ20Л. Зарисуйте фрактограмму, отметьте очаг начала роста усталостной трещины и две зоны излома.

5 Правила по технике безопасности

См. "Инструкция по ТБ № 181".

6 Контрольные вопросы

1. Объясните по схеме работу РЭМ; какие характеристики РЭМ делают его особенно ценным для фрактографии?

2. Опишите кинетику формирования основных элементов хрупкого и вязкого изломов. Какие основные элементы строения наблюдаются в этих типах изломов?

3. Как образуется и как выглядит усталостный излом?

4. Проанализируйте фрактограммы изломов, которые вы рассматривали в лабораторной работе.

6. ЛИТЕРАТУРА

1. Материаловедение: Учебник для вузов / Б. Н. Арзамасов, В. И. Макарова, Г. Г. Мухин и др. / Под общ. ред. Б. Н. Арзамасова, Г. Г. Мухина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 648 с.

2. Материаловедение и технология металлов / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В. М. Матюнин и др. – М.: Высшая школа, 2001. – 640 с.