3. Типы разрушений

Основные типы разрушения (рис.6):

А) хрупкий скол;

Б) скол с релаксацией (квазихрупкое разрушение);

В) ямочное транскристаллитное;

Г) хрупкое интеркристаллитное;

Д) интеркристаллитное с малой пластической деформацией;

Е) вязкое интеркристаллитное.

Рис.6 Основные типы разрушения

Хрупкий скол.

В случае хрупкого скола, источником разрушения являются существующие технологические дефекты (трещины или поры), возникающие при создании материала.

Квазихрупкое разрушение.

Характеризуется тремя последовательными стадиями: зарождением трещины, ее подрастанием и катастрофическим распространением. Простейшая модель зарождения трещины представляет собой скопление краевых дислокаций возле границы зерна или другого препятствия. В этом случае трещина зарождается путем объединения не­скольких передних дислокаций скопления. Процесс становится возможным вследствие концентрации напряжений в вершине скопления дислокаций. При этом в плоскости, перпендикулярной к плоскости скольжения, действу­ет растягивающее напряжение, достигающее теоретической прочности.

Ямочное транскристаллитное разрушение.

Процесс ямочного разрушения состоит из стадий зарождения, роста и слияния пор. Самая простая модель зарождения пор. Согласно этой модели, поры возникают во время пластической деформации по границам раздела частица-матрица в связи с различием упругих и пластических свойств частиц и матрицы.

Интеркристаллитное разрушение.

Это один из наиболее опасных и нежелательных типов разрушения. Многие материалы, к числу которых относится, например, большинство металлов и сплавов, в обычных условиях обладают достаточной пластичностью и при нагружении разрушаются с формированием вязкого ямочного излома в широком интервале температур. Разрушение по интеркристаллитным границам существенно снижает механические характеристики материала и ограничивает его использование. Физические причины интеркристаллитного разрушения связаны с наличием обогащённых примесями границ зёрен и субзёрен.

Взаимодействие таких материалов с инородными (примесными) атомами может принципиальным образом изменять их пластические и прочностные свойства и, как следствие, характер разрушения. Примесные атомы накапливаются на дефектах структуры, таких, как границы зёрен, дислокации, свободная поверхность, формируя зоны обогащения. Источником примесей может служить внешняя среда, когда примеси проникают в материал извне, диффундируя внутрь материала в первую очередь по границам зёрен. Примеси могут также перераспределяться путём диффузии внутри материала, создавая зоны обогащения на дефектах структуры – границах зёрен, дислокациях, свободной поверхности.

4. Примеры коррозионных разрушений

Рис.7 Острые кромки

Рис.8 Алюминиевая крышка, растресканная под давлением в результате интенсивной гальванической коррозии в резьбовых отверстиях нержавеющих стальных болтов.

Рис. 9 Повреждение трубы из-за графитизации (серый чугун), которая находилась под землей в течение восьми лет.

Рис. 10 Поверхность образцов стали Х18Н10Т после испытаний на питтинговую коррозию в 10% растворе FeCl₃·6H₂O в течение 5 ч.