Полоса скольжения
Полоса скольжения — это тонкая линия на поверхности металла, возникающая при циклической пластической деформации. Дислокации выходят на поверхность и оставляют ступеньку, которая концентрирует напряжение. Именно там начинается большинство усталостных трещин.
Физико-химический механизм действия
При знакопеременной нагрузке дислокации в металлическом зерне движутся вперёд и назад по определённым плоскостям скольжения. Когда эти дислокации выходят на поверхность, образуются микроскопически малые ступеньки — их называют экструзиями и интрузиями. С каждым циклом нагрузки эти ступеньки растут. Они действуют как надрез и сильно повышают локальное напряжение.
Металлургическая значимость и риски при сварке
Сварные швы часто содержат собственные напряжения и резкие переходы у края шва. Там под рабочей нагрузкой преимущественно образуются полосы скольжения. Из полосы скольжения быстро получается микротрещина — а из неё усталостная трещина. Особенно критично это для твёрдых, мартенситных структур: они не могут снять полосы скольжения пластической деформацией. Также слишком большая шероховатость поверхности шва способствует образованию полос скольжения.
Практика в мастерской и указания к действию
Уменьшай все надрезы на сварном шве. Зашлифуй переходы шва гладко (шероховатость Rz < 20 µm). Дробеструйная обработка или игольчатая обработка создаёт сжимающие собственные напряжения в поверхностном слое — это заметно тормозит образование полос скольжения. Контролируй время охлаждения t8/5: у нелегированных сталей t8/5 держать между 10 и 25 секундами, чтобы избежать мартенсита. При уже имеющихся полосах скольжения помогает только полная вышлифовка и повторная оценка шва.