در ماکروگرافی از سطوح شکست هم ظواهر در مقیاس ماکرو و هم مشخصات در مقیاس میکرو مربوط به ویژگی های سطح شکست، می تواند داستانی از چگونگی و گاهی اوقات چرایی شکستگی را بیان کند.
ویژگی هایی که اغلب با سطوح شکست در ارتباط هستند
از جمله این ویژگی ها می توان به موارد زیر اشاره نمود
- محل شروع ترک و جهت انتشار ترک
- مکانیسم ترک خوردگی و مسیر شکستگی
- شرایط بار (یکنواخت یا چرخه ای)
- محیط زیست
- محدودیت های هندسی که بر شروع ترک و یا انتشار ترک تأثیر گذاشته است
- عیوب ساخت که بر شروع ترک و یا انتشار ترک تأثیر گذاشته است
باید توجه نمایید که همه ویژگی‌های ایجاد شده توسط یک علت معین برای شکست، لزوماً در سطح شکستگی مشخص وجود ندارند. به عنوان مثال، علائم ساحلی (در بزرگنمایی کم) و خطوط (در بزرگنمایی بالاتر) از ویژگی های شناخته شده ترک های خستگی هستند، اما همیشه وجود ندارند یا قابل مشاهده نیستند. علاوه بر این، همه مکانیسم های شکست، ظاهر منحصر به فردی ندارند. به عنوان مثال، شکستگی بین دانه ای می تواند توسط مکانیسم های مختلفی ایجاد شود.
همچنین مهم است که درک کنیم، سطح شکست تنها شواهدی از روند انتشار ترک ارائه می دهد. شواهدی از رویدادهای قبل از هسته و رشد را نشان نمی دهد. بررسی فراتر از سطح شکستگی نیز اطلاعاتی را ارائه می دهد. برای مثال، بازرسی چشمی یک جزء شکسته ممکن است رویدادهای قبل از شروع شکستگی را نشان دهد، مانند تغییر شکل که نشان دهنده تغییر شکل قبلی است.
بررسی متالوگرافی مواد در نواحی دور از سطح شکست نیز می تواند اطلاعاتی در مورد ریزساختار ماقبل آخر، از جمله وجود کار سرد (لغزش، دوقلویی های بازپخت ، باندینگ های تغییر شکل و یا تغییر شکل دانه)، شواهدی از بارگذاری سریع و یا سرویس در دمای پایین (دوقلوهای تغییر شکل) و غیره ارائه کند.
ویژگی های ماکروسکوپی معمولاً به شناسایی محل شروع شکستگی و جهت انتشار ترک کمک می کند. جهت سطح شکستگی، محل(های) شروع ترک، و جهت انتشار ترک باید با وضعیت داخلی تنش ایجاد شده توسط بارهای خارجی و هندسه اجزاء مرتبط باشد. هنگامی که قطعه شکست خورده در چندین قطعه است و شورون ها روی سطح شکست قابل مشاهده هستند، تجزیه و تحلیل انشعاب ترک می تواند برای مکان یابی محل شروع ترک استفاده شود.
شکست در ناحیه‌ای شروع می‌شود که تنش موضعی (که توسط شرایط بارگذاری خارجی، هندسه بخش، و/یا مناطق ماکروسکوپی و میکروسکوپی تمرکز تنش تعیین می‌شود) از مقاومت موضعی ماده فراتر می‌رود. بنابراین، تغییرات در استحکام مواد و ناپیوستگی‌های ریزمقیاس (مانند یک درز یا درز نورد) باید همراه با تغییرات تنش موضعی که توسط بارهای اعمال‌شده و تمرکز تنش ماکروسکوپی تعیین می‌شود (مانند یک بریدگی هندسی یا سایر تغییرات در سطح مقطع) در نظر گرفته شود.
زبری سطح و بازتاب نوری نیز سرنخ های کیفی برای رویدادهای مرتبط با انتشار ترک ارائه می دهد. به عنوان مثال، یک سطح مات نشان‌دهنده شکست انعطاف‌پذیر در مقیاس کوچک است، در حالی که یک سطح براق و بسیار بازتابنده نشان‌دهنده ترک‌خوردگی شکننده توسط شکاف یا شکستگی بین دانه‌ای است. علاوه بر این، هنگامی که شکستگی بین دانه‌ای در مواد درشت دانه اتفاق می‌افتد، دانه‌های هم محور منفرد ظاهری متمایز شبیه آب نبات دارند که ممکن است با یک لنز دستی نیز قابل مشاهده باشد.
از نظر مستندسازی شرایط سطح، یکی از مشکلات عمده در بررسی ماکروسکوپی یا میکروسکوپی نوری (نور) سطوح شکستگی، ناتوانی در به دست آوردن فوکوس مطلوب روی کل سطح در صورت بزرگنمایی بیش از 5 تا 10× است. بنابراین، میکروسکوپ الکترونی یا SEM نیز به یک ابزار متالوگرافی استاندارد در تجزیه و تحلیل شکست تبدیل شده است.
در مقالات بعدی به مشخصات دیگری که به شما در جهت تجزیه و تحلیل علل شکست کمک می کند، اشاره خواهیم کرد.
