Лабораторная работа № 5 Изучение хрупких и вязких изломов

Отличие хрупкого от вязкого разрушения заключается в том, что вязкому разрушению предшествует большая пластическая деформация, в то время как при хрупком разрушении пластическая деформация минимальна и равна примерно 1-2%. На рис. 5.1. показаны схемы образования различных изломов.

Рис. 5.1. Макроскопическое описание распространения различных видов трещин: а-разрушение отрывом, хрупкий излом; б-разрушение сдвигом (1-излом срезом, 2-излом с образованием шейки); в-тарелочно-чашечный излом, в русской терминологии – излом типа «конус-чашка», от нормальных напряжений – ямочный излом с «губами среза» (I-III – последовательность разрушения; 1- излом со сдвигом)

Хрупкое разрушение характеризуется кристаллическим изломом без заметных признаков микро пластической деформации. В реальных условиях изломы чаще всего имеют смешанное строение, т.е. частично хрупкое, частично вязкое. При визуальном осмотре и малом увеличении вязкая составляющая в изломе имеет волокнистое строение, а при электронномикроскопическом анализе – ячеистое строение (рис. 5.2-5.4).

Хрупкое разрушение	Вязкое разрушение
а -РЭМ х3000	в -х 100
б- ПЭМ х1500	г - х 5500
Рис. 5.2. Микроструктура хрупкого (а,б) и вязкого (в,г) изломов

При пластической деформации металл вокруг включений, которые всегда имеются в металле, расширяется и удлиняется, остаются только тонкие перегородки между включениями, которые впоследствии разрываются и образуются ямки. Ямочная структура – самый характерный признак вязкого излома. На дне ямок часто находят включения, которые привели к образованию этих ямок.

Глубина ямок служит мерой пластической деформации при вязком изломе. Вязкий излом обычно матовый. Хрупкий – блестящий благодаря кристаллической составляющей, так как хрупкие составляющие в изломе при визуальном наблюдении и под световым микроскопом имеют блестящее кристаллическое строение.

а-ПЭМ,х1200	б-РЭМ,х1000
в-РЭМ,х800	г-РЭМ,х300
Рис. 5.3. Хрупкий излом: а – б - фасетки скола, в - фасетки межзеренные, г - ручьистый узор (ступеньки скола).

А при исследовании под электронным микроскопом имеют вид фасеток скола или квазискола с ручьистым узором или гладких фасеток межзеренного разрушения.

Фасетка – элемент поверхности, имеющий слаборазвитый микро рельеф и четкие границы, может наблюдаться иногда и при вязком разрушении.

а-РЭМ,х1000	б-РЭМ,х4200
в-ПЭМ,х1200	г-РЭМ,х1000
Рис. 5.4. Вязкий излом: а,в-равноосные ямки, наблюдаемые при осевом растяжении; б- гребни отрыва, образуются в результате пластической деформации; г- поверхность разрушения, образующаяся в результате слияния микропустот