Фрактография

В этой статье нашего блога мы наконец-то добрались до краткого описания фрактографического исследования. Ведь как Вы, наверное, уже заметили по нашим статьям, ни одна металловедческая экспертиза по определению причин разрушения изделий, сделанных из металла, не обходится без анализа поверхностей излома. Фрактография является неотъемлемой частью металловедческой экспертизы.

Фрактография – это наука, которая занимается описанием и систематизацией видов и типов изломов.

При разрушении металлического изделия поверхность излома может иметь совершенно разный рельеф, который зависит от целого ряда факторов. Основные факторы, влияющие на характер разрушения, следующие:

- температура эксплуатации изделия;

- напряженное состояние, в котором находился объект исследования до момента разрушения;

- физико-химические свойства металла изделия.

Все эти факторы по одному или в совокупности влияют на характер разрушения металлического изделия. Понижение температуры эксплуатации вкупе с низкими хладостойкими свойствами металла  провоцируют образование хрупкого излома. Перегруз изделия перед моментом разрушения способствует образованию пластической деформации с вязким характером излома.

Умение «читать» излом является необходимым для каждого металловеда. Ведь порой одной только фрактографии достаточно для определения причин разрушения.

Для более точного изучения поверхностей разрушения во фрактографии  пользуются электронными микроскопами, как просвечивающими, так и сканирующими (растровыми).

При работе с изломом в просвечивающем электронном микроскопе используют углеродные реплики, которые снимают с поверхности, предварительно напылив. Данные реплики очень хорошо повторяют топография поверхности разрушения. Изображение получается электронами, пролетевшими сквозь реплику. Полученные таким способом фрактограммы характеризуются хорошей четкостью изображения с возможностью применения высокого увеличения. Пример фрактограммы, полученной на просвечивающем электронном микроскопе приведен на рисунке (×1400).

При изучении излома на сканирующем (растровом) электронном микроскопе исследования подвергают непосредственно сам излом, есть только ограничения по размеру объекта, связанные с размерами рабочей камеры микроскопа. Для фрактографии используют изображения, полученные в лучах вторичных электронов (SE). Вторичными их называют потому что, эти электроны выходят непосредственно из изучаемого металла после их возбуждения облучающим пучком. В отличие от отраженных электронов вторичные позволяют получить высоконтрастные изображения с отчетливо видным рельефом. По качеству отображения рельефа поверхности разрушения сканирующая микроскопия существенно опережает просвечивающую микроскопию. Пример изображения излома, полученного при помощи сканирующего электронного микроскопа в лучах вторичных электронов, показан на рисунке (×200).

Надеюсь, в этой статье мне удалось пролить свет на основы фрактографии. В будущем будет подготовлен сводный материал с примерами изображений изломов различных типов.

<<<предыдущая статья    следующая статья>>>