РД 50-672-88

Группа В09

     

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Расчеты и испытания на прочность.
Классификация видов изломов металлов

ОКСТУ 4109

Дата введения 1989-07-01

     

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАНЫ

Государственным комитетом СССР по стандартам, Министерством путей сообщения СССР, Министерством черной металлургии СССР, Академией наук СССР, Академией наук Украинской ССР

2. ВНЕСЕНЫ Государственным комитетом СССР по стандартам

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л.Р.Ботвина, д-р техн. наук; Л.П.Герасимова, канд. техн. наук; Т.А.Гордеева, канд. техн. наук; Л.П.Гранкова, канд. техн. наук; Т.П.Дудкина, канд. техн. наук; В.М.Дусевич, канд. техн. наук; В.А.Ерохина; И.П.Жегина, канд. техн. наук; Е.Н.Жукова, канд. техн. наук; Ю.В.Зима, канд. техн. наук; А.М.Каток; И.И.Клещева, канд. техн. наук; М.С.Куприянова; А.А.Петруненков, канд. физ.-мат. наук; Л.В.Проходцева, канд. техн. наук; О.Н.Романив, чл.-корр. АН УССР; Н.М.Фонштейн, д-р техн. наук, Е.А.Шур, д-р техн. наук.

3. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.07.88 N 2800

4. ВЗАМЕН Рекомендаций "Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Классификация видов поверхностей разрушения (изломов) металлов".

В настоящих методических указаниях систематизированы основные виды изломов металлов, разрушенных при различных условиях нагружения, и установлены основные признаки, по которым необходимо проводить классификацию изломов для достоверной оценки поведения металлических материалов при разрушении.

Методические указания не содержат описания дефектов металлургического и технологического происхождения, выявляемых в изломе.

Методические указания предназначены для работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий, а также всех предприятий и организаций, занимающихся вопросами прочности и диагностики причин разрушения, производящих и потребляющих металлические материалы.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Основные термины, используемые при описании макро- и микрорельефов изломов, пояснения к ним и иллюстрации, облегчающие интерпретацию наблюдаемых изломов, приведены в пп.1.1-1.8.

1.1. Излом - поверхность раздела, возникающая при разрушении объекта.

1.2. Макростроение (макрорельеф) излома (черт.1) - набор элементов поверхности разрушения, используемых для идентификации излома и различимых при визуальном рассмотрении или с небольшим увеличением ().

Макростроение и схема излома (на примере усталостного излома)

а - усталостный излом лопатки компрессора

      
На изломе хорошо видны усталостные линии

     
Черт.1а

     

б - усталостный излом шатунной шейки коленчатого вала

в - схема того же усталостного излома

1 - очаг разрушения; 2 - ступеньки и рубцы; 3 - усталостные линии;
4 - зона ускоренного развития трещины; 5 - зона долома

     
Черт.1б, в

1.2.1. Зона излома - участок поверхности разрушения, характеризующийся строением, отличным от строения других частей излома.

1.2.2. Очаг разрушения (черт.1) - место зарождения разрушения, оцениваемое на изломе.

1.2.3. Рубцы (черт.1) - линии на изломе, представляющие собой следы слияния отдельных, близко расположенных соседних трещин, распространяющихся в одном направлении (как правило, от очага разрушения).

1.2.4. Зона долома (черт.1) - участок излома, соответствующий конечной стадии разрушения.

1.2.5. Магистральная трещина - трещина, приводящая к окончательному разрушению.

1.2.6. Ступенька (черт.1) - след слияния двух трещин, распространяющихся в различных направлениях, при образовании магистральной.

1.2.7. Расслоение (п.1.4.4 черт.2) - несплошности, образующиеся вдоль границ структурных элементов, ориентированные по направлению деформации.

а - растровый электронный микроскоп (РЭМ), 3000

б - РЭМ, 15000

    
Черт.2а, б

1.2.8. Усталостные линии (черт.1) - линии на усталостном изломе, близкие по форме к концентрическим, образующиеся в процессе роста усталостной трещины и представляющие собой расходящиеся от очага разрушения отметки фронта трещины на определенной стадии ее развития.

1.3. Микростроение (микрорельеф) излома - набор элементов поверхности разрушения, используемых для идентификации излома, разрешаемых методами световой, электронной (и др.) микроскопии (при увеличении ).

1.3.1. Фасетка - элемент поверхности разрушения с четкими границами, лежащий в одной или близких плоскостях.

1.3.1.1. Фасетка скола (черт.3 а, б) - фасетка, образующаяся в результате разрушения по определенным кристаллографическим плоскостям (плоскостям скола), в пределах которой разрушение развивается в одном направлении.

а - просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), 5400

б - РЭМ, 500

               
Стрелкой показано направление разрушения

     
Черт.3а, б

Ручьистый узор на поверхности фасеток скола

в - ПЭМ, 2600

г - РЭМ, 1000

       
Черт.3в, г

К характерным элементам строения относятся ручьистый узор, язычки (см. пп.1.3.5, 1.3.6). Наличие фасеток скола свидетельствует о внутризеренном хрупком разрушении.

1.3.1.2. Фасетка квазискола (черт.4 а, б) - относительно ровный (плоский) участок разрушения, не всегда связанный ориентационно с плоскостями скола и характеризующийся тем, что наряду с признаками хрупкого разрушения имеет признаки пластической деформации (гребни). Фасетка квазискола имеет менее четкие границы, чем фасетка скола. Разрушение развивается преимущественно от центральной части фасетки к периферии.

а - ПЭМ, 10000

     

б - РЭМ, 1000

     
Черт.4а, б

1.3.1.3. Фасетка межзеренная (межсубзеренная) (черт.5 а, б, в) - фасетка в виде многоугольника, образующаяся при разрушении по одной грани зерна (субзерна).

Поверхность межзеренных фасеток может быть гладкой, с ямочным или другим специфическим рельефом.

Межзеренные фасетки

а - ПЭМ, 2700

     

б - РЭМ, 1000

     
Черт.5а, б

в - межсубзеренные фасетки, РЭМ, 1000

   
Черт.5в

1.3.2. Ямки (черт.6 а, б) - микроуглубления на поверхности разрушения, представляющие собой вскрытые поверхности микропустот, образующихся в процессе пластического течения металла.

Примечания.

1. Очагом зарождения микропустот могут служить частицы неметаллических включений или вторых фаз, микронесплошности на границах зерен, субзерен и на плоскостях сдвига.

2. Форма (конфигурация) ямок (равноосная, вытянутая, параболическая, цилиндрическая, неправильной формы) определяется напряженным состоянием и формой инициатора образования ямки.

3. Глубина ямок (высота перемычек между ними) есть мера способности материала к пластической деформации.

а - ПЭM, 2700

     

б - РЭМ, 3000

      
Черт.6а, б

1.3.2.1. Ямка волокнисто-полосчатого излома (черт.7 а, б) - микроуглубление на поверхности разрушения, возникшее в результате образования и слияния микропустот около вытянутых структурных неоднородностей: неметаллических включений и ликвационных зон.

Характерны для изломов поперечных образцов из материалов, подвергнутых горячей пластической деформации.

а - ПЭМ, 200

     

б - РЭМ, 1000