Samantekt á málmbrotum og brotayfirborðsgreiningu

Ⅰ Inngangur

Málmefni standa oft frammi fyrir bilunaratburðarás eins og beinbrotum, tæringu, sliti og aflögun í ýmsum forritum. Þar á meðal eru beinbrot talin ein hættulegasta bilunartegundin og hefur alltaf vakið mikla athygli. Þegar málmur klofnar í tvo eða fleiri hluta undir álagi (stundum einnig fyrir áhrifum af hita eða ætandi miðli) er það nefnt algjört beinbrot. Þegar það eru sprungur innan málmsins er það kallað ófullkomið brot.

Ⅱ Tegundir málmbrota

1. Flokkun eftir gráðu plastaflögunar fyrir brot

Sandblástur notar þjappað loft sem kraft til að úða slípiefni (eins og kopargrýti, kvarssandi, korund, járnsandi, Hainan sand osfrv.) á miklum hraða á yfirborð vinnustykkisins. Vegna áhrifa og skurðaðgerðar slípiefnisins breytist yfirborð vinnustykkisins, sem nær ákveðnu hreinleikastigi og mismunandi grófleika.

Sveigjanlegt brot

Einnig þekkt sem sveigjanlegt brot eða plastbrot.

Eiginleikar brotsyfirborðs:Stórspeglun sýnir brotyfirborð sveigjanlegs brots verulega plastfræðilega aflögun, breytingar á brotastærð, tilvist trefja- og skera varasvæða og daufan lit. Í smásæjum sýnir það dílamynstur, trefjagerð, útgeislunar- og síldbeinahryggjamynstur.

Ákvörðun:Almennt er skilgreint að ef minnkun á flatarmáli slétts togsýnis er meiri en 5% telst það sveigjanlegt brot.

▲ Stórskópískt yfirborð sveigjanlegra brota

▲ Smásjá yfirborð sveigjanlegra brota

Brothætt brot

Einkenni beinbrota:Einkenni brothættra brota bæði á stórsæjum og smásæjum eru skortur á verulegri plastaflögun og tiltölulega slétt, glansandi yfirborð. Þessir eiginleikar myndast vegna þess að efnið verður ekki fyrir nægilega plastískri aflögun við brot, sem veldur því að sprungur breiðist hratt út og myndar snyrtilegt, slétt brotflöt. Á smásjá stigi sýna klofningsþrep, ármynstur og tungumynstur enn frekar brothættu og sprunguútbreiðsluleið brothættra brota.

Hætta:Almennt eru engin fyrri merki, og það gerist skyndilega, sem leiðir oft til alvarlegra afleiðinga.

Ákvörðun:Minnkun á þversniðsflatarmáli sem er minna en 5% í sléttum togsýnum getur bent til lágmarks einsleitrar plastaflögunar, sem er talið brothætt.

▲ Brotbrotið stórskóplegt yfirborð

▲ Brotbrotið stórskóplegt yfirborð

2. Flokkun eftir sprungufjölgunarleið

Transkornótt brot

Einkenni:Sprungan breiðist út um innra hluta kornanna.

Náttúra:Það getur verið annað hvort sveigjanlegt eða brothætt.

▲ Skýringarmynd um kornbrot

▲ Myndataka úr kornbrotum

Millikornótt brot

Einkenni:Sprungan breiðist út eftir kornmörkum.

Náttúra:Aðallega brothætt.

▲ Skýringarmynd af millikornabroti

▲ Smákornamynd af millikornabroti

3. Flokkun eftir álagstegund og hlutfallslegri stöðu brots Yfirborðsstefnu til streitu

Togbrot

Brot yfirborðsstefna er hornrétt á hámarks eðlilega streitu.

Náttúra:Aðallega brothætt, en getur einnig sýnt verulega plastaflögun.

Skúfbrot

Afstaða brotflöts er í takt við stefnu hámarks skurðspennu og myndar 45 gráðu horn með hámarks eðlilegu álagi.

Náttúra:Sveigjanlegt brot.

 

4. Flokkun eftir eðli álags og álagsorsök

Þreytabrot

Skilgreining:Brot sem verða í efnum undir álagi til skiptis.

Vélbúnaður:Niðurstaða af sameinuðum áhrifum streitu og tíma til skiptis.

▲ Þreytubrot af völdum samsettrar spennu og þjöppunar

Umhverfisbrot

Skilgreining:Lágspennubrot efna af völdum umhverfisþátta.

Flokkun:Felur aðallega í sér sprungur á spennutæringu og vetnisbrot.

▲ Tæringarbrot

II. Aðferðir við málmbrot yfirborðsgreiningu

Þriggja þrepa aðferðin til að greina brotfleti úr málmi er kerfisbundið ferli sem miðar að því að skilja orsakir, aðferðir og eiginleika efnisbrota með því að fylgjast með og meta brotflötin.

Skref 1: Makróspeglun

Tilgangur:Til að framkvæma fyrstu athugun með berum augum, stækkunargleri eða lítilli ljóssmásjá til að safna stórsæjum upplýsingum um brotflötinn.

Efni

Yfirlitsathugun:Fylgstu fyrst með almennu útliti og innbyrðis tengslum ýmissa svæða brotaflatar með berum augum og linsum með litla stækkun.

Greining á eðli beinbrota:Gerðu bráðabirgðaákvörðun um eðli brotsins, svo sem sveigjanlegt brot, brothætt brot o.s.frv.

Dómur um uppruna sprungu:Greindu staðsetningu sprungunnar og útbreiðslustefnu sprungunnar.

Mat á gæðum málmvinnslu og hitameðferðar:Notaðu stórsæja athugun til að leggja mat á málmvinnslugæði og hitameðhöndlunargæði.

Upptaka:Taktu myndir og skráðu niðurstöður stórsæja athugana til síðari greiningar.

Skref 2: Smásjárskoðun

Tilgangur:Til að framkvæma ítarlegri athugun með því að nota stórvirkar smásjár (eins og málmsmásjár og skanna rafeindasmásjár) til að fá smásæjar upplýsingar um yfirborð brotsins.

Efni

Bein athugun á brotyfirborði:Fylgstu með smásæjum formfræðilegum eiginleikum brotyfirborðsins með því að nota málmsmásjár eða skanna rafeindasmásjár.

Athugun á brotasniði:Frekari skilning á örbyggingu, sprunguútbreiðsluleið og brotakerfi.

Staðfesting á stórsjárupplýsingum:Notaðu smásæja athugun til að sannreyna frekar upplýsingarnar sem safnað er við stórsæja athugun.

Ákvörðun á eðli brots:Ákvarða nákvæmari eðli, útbreiðsluhraða og upprunastað brotsins á grundvelli smásjármælinga.

Greining á orsök brots:Með alhliða greiningu, greina orsök og verkunarhátt brotsins.

Skref 3: Magngreining

Tilgangur:Að framkvæma ítarlegri rannsóknir á yfirborði brotsins með megindlegum prófunum og greiningu til að fá nákvæmari frammistöðugögn.

Efni

Efnasamsetning greining:Greindu efnasamsetningu brotaefnisins, þar með talið innihald helstu frumefna, óhreininda og málmlausra innlyksa.

Vélræn eignapróf:Framkvæma tog-, högg-, hörku og aðrar vélrænar eiginleikaprófanir á brotaefninu til að meta styrk þess, hörku og hörku.

Brotformfræðigreining:Notaðu tæki eins og skanna rafeindasmásjár (SEM) fyrir megindlega greiningu á formgerð brota, svo sem lengd sprungu, breidd, dýpt osfrv.

Mat á beinbrotum:Metið beinbrotakerfi, svo sem sveigjanlegt brot, brothætt brot, osfrv., byggt á megindlegum prófniðurstöðum.

Alhliða mat:Sameina niðurstöður úr stórsæjum athugunum, smásjárskoðun og megindlegri greiningu til að meta frammistöðu efnisins ítarlega.

Með þriggja þrepa aðferð við yfirborðsgreiningu á málmbrotum getur maður öðlast yfirgripsmikinn og ítarlegan skilning á orsökum, aðferðum og eiginleikum brota í málmefni, sem gefur mikilvægar tilvísanir fyrir hönnun, framleiðslu og notkun efna.