8 (1336)

14 Stanisław Frydman

Rys. 1.7. Szyjka oraz miejsce przełomu w rozciągniętej próbce stalowej

a)

Rys. 1.8. Przykład przełomu plastycznego kubek-stożek.

Widoczne częici przełomu włóknistego oraz przełomu typu icięcie

Zgodnie z opisanym mechanizmem powstaje przełom zwany kubkowym lub kielichowym, lub też kubck-stoźek, w którym jedna część przypomina kubek, a druga stożek, co widoczne jest na rys. 1.8. Na powierzchni przełomu wyraźnie zauważa się część gładką błyszczącą - jest to część ześlizgowa (ścięcie) i część włóknistą, chropowatą przypomi nającą powierzchnię przełomu kruchego. W przeciwieństwie do przełomu kruchego na podstawie pow ierzchni włóknistej nie można określić wielkości ziarna przełamanego cle mentu. Przełom ciągliwy jest również przełomem śródkrystalicznym.

1.1.3. Przełom zmęczeniowy

Podczas rozwoju przełomu zmęczeniowego - od jego zainicjowania do całkowitego rozdzielenia obciążonej części, może minąć wiele tygodni, miesięcy lub nawet lat. Zależy to zarówno od materiału, jak i rodzaju oraz wielkości obciążeń. Przełom zmęczeniowy po wstaje podczas działania obciążeń zmiennych, np. cyklicznego obustronnego zginania w obciążonych elementach obrotowych, w miejscu gdzie nastąpiło spiętrzenie naprężeń. Pojawiają się najpierw lokalne odkształcenia plastyczne. Zaczyna się zwykle od lokalnego ścięcia lub od pęknięcia w płaszczyznach poślizgu. Pęknięcia te mogą tworzyć się w różnych miejscach. Podobnie jak przy obciążeniach statycznych typowymi miejscami są miejsca blokowania ruchu dyslokacji, takie jak granice ziaren czy granice międtzyfazowe. Zarodkowanie pęknięć może również wystąpić przy krzyżowaniu się różnych systemów poślizgu lub na granicach bliźniaków. Pasma poślizgów po wyjściu na powierzchnię powodują powstawanie na niej mikrokarbów. Wiele obserwacji potwierdza, że źródłem mi* kropęknięć jest przede wszystkim powierzchnia. Typowym miejscem pęknięć są wszelkiego rodzaju wady powierzchniowe elementów powstające w procesie ich wytwarzania. Również wady wewnętrzne mogą być źródłem wewnętrznych pęknięć zmęczeniowych. Obserwuje się też rozwój pęknięć zmęczeniowych podpowierzchniowych, np. na granicy rdzenia i warstwy umocnionej w elementach utwardzonych powierzchniowo, gdzie występuje często ostre przejście od naprężeń ściskających do rozciągających. Powstające mikro-pęknięcia lub mikropory łączą się ze sobą podczas eksploatacji elementu, doprowadzając do rozwoju pęknięcia głównego. Widoczne jest często postępujące pękanie o charakterze schodkowym, kiedy to pęknięcia rozwijające się w tych samych systemach poślizgu łączą się ze sobą przez krótkie odcinki mikro pęknięć w poprzecznych pasmach poślizgu.

Na początek tworzenia się przełomu zmęczeniowego składają się trzy etapy. Pierwszy etap to pojawienie się, na skutek cyklicznych obciążeń, miejscowych odkształceń plastycznych. Drugi etap to powstawanie mikropęknięć i wreszcie trzeci etap - rozwój mikropęknięć i ich łączenie się w pęknięcie główne. Finalne pęknięcie zmęczeniowe przebiega prostopadle do kierunku największych naprężeń normalnych. Badania powierzchni przełomu zmęczeniowego dostarczają wiele spostrzeżeń dotyczących eksploatacji przełamanego elementu. Na podstawie tych badań można zorientować się co do rodzaju i rozkładu naprężeń, jaki występował w elemencie i poczynić wiele uwag co do konstrukcyjnych lub eksploatacyjnych przyczyn powstania przełomu.

Podana tu charakterystyka odnosi się do typowego procesu zmęczeniowego, który najczęściej występuje bez uwzględnienia szczególnych warunków. Szczególnymi warunkami, które mogą wystąpić podczas eksploatacji są: podwyższona temperatura lub