Методическое пособие по проведению практических занятий по предмету

Хрупкое разрушение происходит внезапно при однократном приложении силы или под действием повторных ударных сил при малой степени местной пластической деформации. Излом имеет ярко выраженное кристаллическое строение у недеформируемых материалов и гладкое от сдвига у мягких материалов. Кромки изломов гладкие, ровные без скосов или с небольшими скосами. Скос на хрупком изломе указывает место долома, то есть окончание разрушения. Участок без скоса (или с меньшим скосом) обычно примыкает к фокусу излома.

Рисунок Хрупкое разрушение детали
Хрупкие разрушения в большинстве случаев начинают развиваться в зонах концентрации напряжений, в местах приварки элементов жёсткости, пересечения сварных швов, у отверстий и галтелей, в зонах резкого изменения толщины. Очагами хрупких разрушений металлоконструкций часто являются дефекты сварки – горячие и холодные трещины, непровары, подрезы, шлаковые включения, поры, расслоения металла.
Усталостное разрушение является одним из основных видов повреждения от действия циклических нагрузок. Усталостные разрушения возникают в процессе постепенного накопления повреждений в материале деталей под действием переменных напряжений, которые приводят к образованию микротрещин, их развитию и окончательному разрушению детали.
При внезапных отказах оборудования основной причиной является усталостный излом. Определение условий возникновения усталостной перегрузки по виду излома является основным объективным методом анализа внезапных отказов оборудования и даёт возможность предупреждать аналогичные отказы. Критериев такого анализа шесть:

• 
  характер излома;
  
• 
  глубина развития трещины усталости;
  
• 
  степень и характер наклёпа поверхности излома;
  
• 
  число начальных очагов развития трещины;
  
• 
  характер линии фронта трещины;
  
• 
  число следов линии фронта трещины.
  

На усталостном изломе чётко выделены:

• 
  зона усталостного разрушения, имеющая мелкозернистое строение, с фарфоровидной или шлифованной поверхностью;
  
• 
  зона статического разрушения – с волокнистым строением у пластичных металлов и крупнокристаллическим у хрупких.
  

В общем виде на усталостном изломе различают четыре зоны:

• 
  зарождения усталостных трещин;
  
• 
  развития трещин (усталостного разрушения);
  
• 
  переходную – ускоренного разрушения;
  
• 
  окончательного, быстрого статического разрушения.
  

Рисунок – Усталостный излом, возникший при вращении, при умеренных напряжениях и естественном локальном концентраторе – шпоночном пазе

Растяжение вызывает локальную деформацию или “шейкообразование”; поверхность трещины формируется плоскостями разделения, наклонёнными под углом 45° к направлениям нагрузки. Образующиеся изломы типа чашка-конус характеризуются появлением во время разрушения в центральной части сечения начальной трещины, от которой в разные стороны расходятся более или менее чётко выраженные рубцы (излом чашечкой). При термообработке меняется размер чашечки относительно всего сечения детали. При этом с повышением твёрдости размер дна чашечки увеличится.
Сдвиг (срез). Можно выделить два вида разрушений при сдвиге: срез бруса и изгиб (коробление). При срезе бруса две половины трещины скользят одна по другой, поверхность подвергается трению, в результате чего трещина заглаживается или происходит задир поверхности. Направление задира показывает направление приложения силы среза.
Кручение – это форма сдвига. Две половины разрушенного металлического образца сохраняют некоторый остаточный изгиб. Поверхность трещины часто имеет вид такой же, как и при растяжении, и наклонена под углом скручивания.
Изгиб. Моменту изгиба, приложенному к материалу, оказывают сопротивление растягивающие и сжимающие напряжения самого материала. Разрушение материала при этом аналогично образованию трещин при растяжении с внешней стороны изгиба и сжатии с внутренней стороны изгиба.
Сжатие. Отказы из-за сжатия происходит в двух основных формах: сжатие бруса и изгиб (выпучивание).
Во время очистки и осмотра излома необходимо соблюдать следующие правила:

1. 
   не следует удалять с поверхности излома неплотно прилегающие фрагменты;
   
2. 
   не пытаться сложить вместе части разрушенной детали;
   
3. 
   не протирать излом ветошью и щётками;
   
4. 
   если излом не покрыт слоем смазки и грязи, то лучше его рассмотреть, не промывая;
   
5. 
   необходимо осмотреть две части поломавшейся детали;
   
6. 
   очистка излома проводится обдувкой сухим воздухом с последующим погружением в очищенный бензин, а для удаления ржавчины – в соляную кислоту.