Определение параметров изломов при хрупком, квазихрупком,
Вязком и усталостном разрушениях
1. Цель работы
Изучение систематизации основных видов изломов металлов, разрушенных при различных условиях нагружения, установление основных признаков идентификации видов изломов для оценки характера и причины разрушения.
2. Теоретические положения
2.1 .Основные термины и понятия
Основные термины используются при описании макро- и микроизломов позволяют однозначно характеризовать наблюдаемую картину разрушенного элемента конструкции [1].Ниже приведены основные термины, комментарии и иллюстрации к ним.
ИЗЛОМ - поверхность раздела, возникающая при разрушении элемента конструкции.
МАКРОСТРОЕНИЕ (МАКРОРЕЛЬЕФ) ИЗЛОМА набор элементов поверхности разрушения, различимых при визуальном рассмотрении или с небольшим увеличением (50х) см. рис. 3.1.
Рис. 3.1. Усталостный излом шатунной шейки коленчатого вала и схема строения
макроизлома: 1– очаг разрушения; 2– ступеньки и рубцы; 3– усталостные линии;
5– зона долома
ЗОНА ИЗЛОМА - участок поверхности однородного рельефа, отличающийся от других участков.
ОЧАГ РАЗРУШЕНИЯ - место зарождения разрушения.
РУБЦЫ - линии на изломе, представляющие собой следы слияния отдельных, близко расположенных соседних трещин, распространяющихся в одном направлении (как правило, от очага разрушения).
СТУПЕНЬКА - след слияния двух трещин, распространяющихся в различных направлениях.
|
|
|
УСТАЛОСТНЫЕ ЛИНИИ - система линий, распространяющихся перпендикулярно от очага разрушения с примерно одинаковыми или увеличивающимся интервалами и представляющих отметки фронта трещины (остановки, торможения) на определенной стадии развития трещины.
МАГИСТРАЛЬНАЯ ТРЕЩИНА - трещина, приводящая к окончательному разрушению.
ЗОНА ДОЛОМА - участок излома, соответствующий окончательной фазе разрушения.
РАССЛОЕНИЕ - несплошности, образующиеся вдоль границ структурных элементов.
МИКРОСТРОЕНИЕ (МИКРОРЕЛЬЕФ) ИЗЛОМА - набор элементов поверхности разрушения, различимых методами световой, электронной и др. микроскопии (с увеличением более 50х).
ФАСЕТКА - элемент поверхности разрушения с четкими границами и плоской поверхностью; разрушение часто связано с хрупким сколом по кристаллографическим плоскостям или границам зерен.
ЯМКИ - микроуглубления, представляющие вскрытые поверхности микропустот, образующихся при развитом пластическом течении.
УСТАЛОСТНЫЕ БОРОЗДКИ - элемент микрорельефа в виде впадин и выступов; по характеру распространения близок к усталостным линиям.
2.2. Классификация по макрогеометрии излома
ОДНОРОДНЫЙ ИЗЛОМ - характеризуется единой поверхностью разрушения без разделения на отдельные зоны (пример: кристаллический, волокнистый и др. изломы).
|
|
|
НЕОДНОРОДНЫЙ ИЗЛОМ - характеризуется наличием зон, отличающихся по макрорельефу.
ИЗЛОМ ЗВЕЗДОЧКОЙ - в виде радиальных лучей (материалы с пониженными пластическими свойствами).
ЧАШЕЧНЫЙ ИЗЛОМ - наличие центральной шероховатой матовой поверхности со скосами под углом 30°- 60° на периферии.
ШЕВРОННЫЙ ИЗЛОМ - поверхность разрушения характеризуется наличием ступенек, имеющих гиперболическую конфигурацию и в совокупности образующих рисунок шеврона или "ёлочки".
2.3. Классификация по морфологии поверхности разрушения
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ИЗЛОМ - поверхность разрушения, состоящая из блестящих плоских граней (деформации микроструктура состоит из фасеток скола и межзеренных фасеток). Разновидностями кристаллического излома являются -фарфоровидный и бархатистый (характерно для некоторых закаленных сталей).
ВОЛОКНИСТЫЙ ИЗЛОМ - поверхность разрушения шероховатая матовая с признаками пластической (утяжки, рубцы); разновидностями являются - волокнисто-полосчатый и волокнисто-чашуйчатый изломы.
ДЕНДРИДНЫЙ ИЗЛОМ - неоднородная поверхность с наличием столбчатых кристаллов. Характерен для литых металлов. Может иметь вязкий характер -матово-серого цвета и хрупкий - светло-блестящего цвета.
|
|
|
2.4. Классификация по механизму и энергии разрушения
ХРУПКИЙ ИЗЛОМ - разрушение осуществляется по механизму скола, характеризуется малой работой разрушения.
КВАЗИХРУПКЙЙ ИЗЛОМ - разрушение осуществляется по механизму квазискола (кроме фасеток квазискола имеются гребни и ступеньки), характеризуется средней величиной работы разрушения.
ВЯЗКИЙ ИЗЛОМ - осуществляется по механизму слияния микропустот, характеризуется условно большой величиной работы разрушения.
УСТАЛОСТНЫЙ ИЗЛОМ - разрушение осуществляется по механизму дискретного пошагового продвижения трещины, обусловленного действием циклической нагрузки (характеризуется наличием усталостных линий и бороздок).
3. Оборудование и инструмент
3.1. Набор изломов элементов конструкций;
3.2. Лупа 8х;
З.З. Штангельциркуль и линейка.
4. Порядок проведения лабораторной работы
4.1 .Произвести визуальное изучение макростроение излома. Установить степень однородности, количество зон излома и их характерные признаки.
4.2.Провести внешние обмеры излома и размеры отдельных зон. Изобразить в масштабе общий вид излома и отдельных зон (схема излома).
|
|
|
4.3. С помощью лупы провести детальное изучение зон излома. Охарактеризовать каждую зону по признакам рельефа и классификации
4.4.Прономеровать зон излома на схеме в порядке последовательности разрушения, начиная от очага разрушения.
5. Оформление отчета
5.1. Представить схему излома с указанием всех компонент рельефа поверхности.
5.2.Составитьтаблицус перечнем зон излома в соответствие со схемой и дать характеристику каждой зоны.
4.6. СоставитьтекстовуюФормулу излома с полным описанием его в соответствие с терминологией и классификациями признаков.
4.7.Сделать вывод о причинах и длительности процесса разрушения элемента конструкции.
Таблица 3.1. Характеристики зон излома.
| №№ зон | Описание зоны, характерные размеры, мм | Классификация по макрогеометрии и морфологии. |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. РД 50-672-88Методические указания. Расчеты и испытания на прочность. Классификация видов изломов металлов. М.: ИС. 1989.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 477; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!