Сегодня в научном изучении металлов фрактография занимает очень важное место. Она позволяет оценить объём разрушений и выявить причины, что особенно ценно для металлургов, задача которых – получить максимально прочное и надежное изделие, конструкцию.
Фрактография – что это такое?
Начнём с терминологии. Данное слово образовано английским «fractography» совместно с латинским «fractis», означающими «описание, излом». Отсюда понятно, что фрактография — это группа методик исследований материалов на излом, изучения строения и особенностей поверхностных разрушений. В основе проводимых аналитических исследований лежит проведение обследования поверхности с тщательным изучением имеющихся на ней повреждений (сколов, вмятин).
Анализ должен оказать помощь в получении ответов на вопросы о том, являются ли эти дефекты результатом механического воздействия, коррозионной усталости или усталостного разрушения, произошедшего из-за повышенной ломкости или ползучести сплава, металла.
Проведенное обследование дает возможность определить направление излома, а это в свою очередь открывает доступ к информации о величине возможной нагрузки и воздействий, которые смогут в процессе эксплуатации выдерживать изделие, детали, изготовленные из них конструкции.
Значение фрактографии для металловедения
Для металловедения фрактография играет важную роль:
- во-первых, это максимально эффективный и результативный способ выяснения истинных причин эксплуатационных повреждений;
- во-вторых, она незаменима в автотехнических экспертизах;
- в-третьих, она дает возможность получить ценную информацию о внутренних особенностях структуры исследуемого материала и микромеханизмов разрушения (распространения трещин), что необходимо для проведения контроля качества.
Суть и методы фрактографического исследования
Теперь рассмотрим, как это работает. Фрактографическое исследование позволяет, как отмечено выше, узнать причину разрушения и изучить механизм нарушения целостности поверхности. Оказывается, излом – это своеобразная фотография структуры и процесса её разрушения в локальном объёме. Тщательное изучение трещины (определение усталости материала, коррозионного растрескивания, охрупчивание под влиянием водорода, превышение допустимых нагрузок и т.д.) – всё это и позволяет в итоге сделать заключение об истинной причине разрушения.
Фрактография включает несколько методов исследований. Изучение изломов проводится сначала невооруженным глазом, затем – более точно с помощью микроскопа (есть электронные, оптические). В последнее время появилось много инновационных моделей микроскопов с высоким разрешением и повышенной глубиной резкости, за счет чего получаются максимально четкие изображения.
Также в современных лабораториях активно применяются комплексные методики, основанные, например, на замере твёрдости или на исследовании распределения в металлической структуре химических элементов, для чего подходит рентгеноспектральный анализ.
