Усталостные бороздки
Усталостные бороздки — это тонкие параллельные бороздки на поверхности излома материала. Они возникают при каждом цикле колебаний из-за пластической деформации у вершины трещины. Они доказывают: трещина росла из-за усталости, а не из-за однократной перегрузки.
Физико-химический механизм действия
При знакопеременной нагрузке трещина растёт постепенно. У вершины трещины происходит пластическая деформация: при нагружении трещина раскрывается, материал пластически деформируется. При разгрузке трещина закрывается. Остаётся тонкая бороздка. Каждая бороздка соответствует одному циклу нагрузки. Бороздки расположены перпендикулярно направлению распространения трещины. Они видны только при большом увеличении.
Металлургическая значимость и риски при сварке
Сварные швы имеют концентраторы напряжений (переход от шва к основному металлу, подрезы). В этих местах концентрируется напряжение. При динамической нагрузке (машины, транспорт, мосты) там начинается усталостная трещина. Усталостные бороздки на поверхности излома показывают: деталь разрушилась из-за множества мелких циклов нагрузки, а не из-за однократной перегрузки. Риск: трещина растёт незаметно, пока остаточное сечение внезапно не разрушится. Усталостные бороздки — это сигнал тревоги о конструктивных или производственных ошибках.
Практика в мастерской и указания к действию
Усталостные бороздки можно распознать только в растровом электронном микроскопе. Макроскопически есть линии отдыха, которые выглядят похоже, но грубее. При подозрении на усталость практик должен тщательно проверить поверхность излома. Меры prevention: сглаживать переходы сварных швов (шлифовать, оплавлять TIG). Избегать подрезов. Снижать концентрации напряжений. Вводить сжимающие остаточные напряжения (дробеструйная обработка). Контролировать радиус концентратора и шероховатость поверхности.