Transcript فایل رائه شکست شناسی (ppt)

‫دانشگاه آزاد اسالمی‬
‫واحد ساوه‬
‫استاد ‪:‬‬
‫جناب آقای دکتر نظری‬
‫موضوع ‪:‬‬
‫شکست شناس ی‬
‫(‪)fractography‬‬
‫تهيه و تنظيم ‪:‬‬
‫محمد حسین اشجعی‬
‫پايیز‪91‬‬
‫ب ‪ :‬از دیدگاه شکل ظاهری ‪:‬‬
‫‪‬رشته ای یا الیافی ‪.‬‬
‫‪‬دانه ای ‪.‬‬
‫سطح مقطع حاصل از شکست برش ی در بزرگنمایی کم خاکستری (مات و کدر) و بصورت رشته ای‬
‫بنظر می رسد و با فرورفتگی و برامدگی های ریز متعددی می باشد‪.‬‬
‫سطح شکست کیلیواژ بدلیل بازتاب نور از سطوح رخ برگی همواره براق و به صورت دانه ظاهر می‬
‫شود‪.‬‬
‫‪‬غالبا سطح شکست شامل مخلوطی از شکست دانه ای و رشته ای است‪.‬و مرسوم است درصد‬
‫شکست هر یک از این دو نوع گزارش داده شود‪.‬‬
‫(درصد ‪)Shear‬‬
‫(نمونه های ضربه)‬
Crack at Weld in Swing Arm
More Serious Motivation
‫ج ‪ :‬از دیدگاه کرنش منجر به شکست ‪:‬‬
‫‪‬شکست نرم (‪:)Ductile‬‬
‫‪ -1‬شکست نرم با تغییر شکل پالستیک (مومسان) در قبل و حین اشاعه ترک مشخص می شود و معموال‬
‫در سطوح شکست مقدار زیادی تغییر شکل نا خالص وجود دارد‪.‬‬
‫‪ -2‬معموال مطلوب ترند‪.‬‬
‫‪ -3‬سطح شکست به تنش اعمالی بصورت برش ی قرار دارد‪.‬‬
‫‪‬شکست ترد (‪:)Brittle‬‬
‫‪ -1‬با سرعت زیاد اشاعه ترک و بدون هیچگونه تغییر شکل نا خالص و تغییر شکل میکروسکوپی مشخص‬
‫می شود‪.‬‬
‫‪ -2‬معموال نا مطلوبند (مخرب و فاجعه انگیز)‪.‬‬
‫‪ -3‬سطح شکست به تنش اعمالی محدود است‪.‬‬
‫‪‬کاهش دما ‪ ،‬افزایش آهنگ کرنش و شرایط تنش سه بعدی تمایل به شکست ترد را‬
‫زیادتر می کند‪.‬‬
‫‪‬شکست ترد در فلزات ‪ BCC‬و ‪ HCP‬مشاهده شده ولی در فلزات ‪ FCC‬غیر از‬
‫مواردی که عواملی در تردی مرز دانه کمک می کند‪ ،‬شکست ترد مشاهده نشده است‪.‬‬
‫‪‬فلزات ‪ BCC‬در نمودار انرژی ضربه برحسب دما‪ ،‬در دماهای پایین افت بیشتری نسبت‬
‫به فلزات ‪ FCC‬دارند بطوریکه دمای انتقال تردی به نرمی ‪ TDBTT‬در ‪BCC‬‬
‫بسیارقابل توجه می باشد‪.‬‬
‫طبقه بندی شکست بر اساس نظر گنسامر‬
‫شرح رفتار‬
‫اصطالح مورد استفاده‬
‫حالت بلور شناختی‬
‫برش ی‬
‫رخ برگی‬
‫شکل ظاهری شکست‬
‫رشته ای‬
‫دانه ای‬
‫کرنش منجر به شکست‬
‫نرم‬
‫ترد‬
‫د ‪ :‬از دیدگاه میکروسکوپی ‪:‬‬
‫‪‬شکست درون دانه ای (‪:)Transgranolar‬‬
‫‪ -1‬در این حالت شکست از داخل دانه عبور می کند‪.‬‬
‫‪ -2‬معموال شکست فلزات در دمای پایین (دمای محیط) از این دسته می باشند‪.‬‬
‫‪‬شکست مرز دانه ای (‪: )Intergranolar‬‬
‫‪ - 1‬شکست در راستای مرز دانه اتفاق می افتد‪.‬‬
‫‪ -2‬غالبا در ساختارهای متالورژی پودر و یا در دماهای باال که مرز دانه استحکام کمتری از دانه دارد‬
‫اتفاق می افتد‪.‬‬
‫دالیل شکست ‪:‬‬
‫‪ (1‬عیوب ناش ی از فرایند های ساخت‪.‬‬
‫‪ (2‬تغییرات کاربردی (تغییر شرایط اقلیمی – تغییرات بارگذاری)‪.‬‬
‫‪ (3‬طراحی نامناسب‪.‬‬
‫‪ (4‬جنس نامناسب‪.‬‬
‫‪ (5‬ناش ی از شرایط سرویس‬
‫‪(a‬‬
‫خستگی‬
‫‪(b‬‬
‫خردگی‬
‫‪(c‬‬
‫خزش‬
‫‪(d‬‬
‫تردی هیدروژنی‬
‫‪(e‬‬
‫و‪........‬‬
‫شکست نگاری) ‪: ( fractograph or fractographic observation‬‬
‫‪ (1‬مطالعه و بررس ی میکروسکوپی سطح شکست‪.‬‬
‫‪ (2‬یافتن دالیل شکست‪.‬‬
‫‪ (3‬جلوگیری و پیشگیری از شکست مجدد‪.‬‬
‫معموال شکست نگاری با استفاده از میکروکوپ الکترونی ‪ SEM‬انجام می شود‪ .‬چرا ؟‬
‫مزایای ‪: SEM‬‬
‫‪ ‬بررس ی سطح واقعی‪.‬‬
‫‪ ‬عمق زیاد کانونی (سطح خشن)‪.‬‬
‫‪ ‬مناسب بودن میزان دسترس ی بزرگنمایی‪.‬‬
Ranges of Magnification
Transgranular Fracture
 Intergranular Fracture
 Ductile fracture by
 Grain boundary separation
microvoid coalescence
 Brittle fracture (cleavage)
 Fatigue crack initiation and
growth
with microvoid
coalescence
 Grain boundary separation
without microvoid
coalescence
‫‪ (a‬کلیواژ(رخ برگی) ‪Cleavage‬‬
‫طرح های شکست‬
‫‪ (b‬شبه رخ برگی ‪Quasi- Cleavage‬‬
‫‪ (c‬گسیختگی گود شده (دیمپلی)‪Dimpled Ruptured‬‬
‫‪(a‬کلیواژ(رخ برگی) ‪: Cleavage‬‬
‫‪‬نشان دهنده شکست تردی است که در امتداد صفحات بلور شناختی رخ می دهد‪.‬‬
‫‪‬مشخصه این شکست وجوه سطحی است که معموال در حد و اندازه دانه فریت در فوالد هستند‪.‬‬
‫‪‬معموال این وجوه مسطح به عالمت رودخانه یا ‪ River Pattern‬می باشند‪.‬‬
‫‪‬عالئم رود خاته در نتیجه حرکت ترک در درون بلور در امتداد صفحه موازی ایجاد می شوند‪.‬‬
‫‪‬جهت طرح رودخانه ای جهت اشاعه ترک می باشد‪.‬‬
Cleavage Features
River Patterns (brittle materials)
‫‪(b‬شکست شبه رخ برگی (‪: )Quasi- Cleavage‬‬
‫‪‬این شکست به رخ برگی مرتبط است ولی با آن فرق دارد‪.‬‬
‫‪‬عمدتا در فوالد های آب داده و بازپخت شده در دمای کم مشاهده می شود‪.‬‬
‫‪‬عبارت شبه رخ برگی از آن رو به این شکست اطالق می شود که وجوه روی سطح‬
‫شکست صفحات رخ برگی واقعی نیستند‪.‬‬
‫‪‬اغلب در شکست های فوق فرو رفتگی و برامدگی های ناش ی از گسیختگی در اطراف و‬
‫پیرامون وجوه شکست مشاهده می شود‪.‬‬
Quasi-Cleavage Fracture
‫‪)c‬گسیختگی گود شده (دیمپلی)‪: Dimpled Ruptured‬‬
‫‪‬با فرورفتگی های فنجانی شکلی که بسته به حالت تنش ممکن است متساوی املحور ‪ ،‬سهموی و یا‬
‫بیضوی باشد مشخص می شود‪.‬‬
‫‪‬این نوع شکست معرف شکست نرم است(‪.)Ductile‬‬
Dimple Formation (Ductile)
Dimpled Fracture (Ductile)
Cup and Cone Fracture (Ductile)
: ‫برخی منابع‬
1- ASM Metal hand book vol 12.
2- Fractography of metals & plastics – Ronaldy.parrington.PE.
3- Internet document-Wikipedia.
.‫ ترجمه شهره شهیدی‬-‫ متالورژی مکانیکی – جورج ای دیتر‬-4
ANY QUESTION
‫مانند دریا باش‬
‫که بابرخورد هر سنگی‬
‫سنگ غرق شود‬
‫نه تو متالطم شوی‪.‬‬
‫یلدایتان خوش‬
‫زمستانتان گرم‪.‬‬
‫باتشکر‬