Счупването от умора на метал, подобно на други видове счупване на метал, носи богата информация за процеса на счупване. Той предоставя улики за това къде е възникнала фрактурата, как се е разпространила и как в крайна сметка се е счупила. Морфологията на повърхността на фрактурата се влияе от фактори като свойства на материала, условия на напрежение, нива на напрежение и фактори на околната среда. Следователно, анализът на счупването от умора е един от ключовите методи за изследване на разрушаването от умора.
Типичното уморно счупване обикновено се състои от три области: началото на умората, зоната на разпространение на умората и крайната зона на счупване. Вижте фигура 1.
Фигура 1
Произход на умората
Началото на умората е зоната, където започва пукнатината от умора. Често се намира в слабите места на компонент, като повърхностни драскотини, механични повреди, корозионни ями, зони с внезапна промяна на напречното сечение или вътрешни металургични дефекти като пукнатини, крехки включвания, сегрегация, порьозност и т.н.
На повърхността на счупване от умора може да има един или няколко източника на умора. Например, в случай на многократно огъване, може да има два източника на умора при огъване или в корозивна среда корозионната умора може да доведе до множество причини.
Колкото по-висок е коефициентът на концентрация на напрежението или нивото на променливо напрежение, толкова по-голям е броят на източниците на умора върху повърхността на счупване. Фигура 2 показва уморна фрактура от различни източници.
Фигура 2
Зона на разпространение на пукнатини от умора
Тази зона е субкритичната зона на разпространение на пукнатини и е най-сложната и богата на информация област от повърхността на счупване. Характеристиките на тази зона са ключови при определяне дали счупването е резултат от умора. Най-честата характеристика е наличието на "белези от плажа", видими при слабо увеличение, и набраздявания от умора (известни също като маркировки от разпространение на умора), видими при голямо увеличение. Въпреки това, някои повърхности на счупване може да нямат тези характеристики и вместо това да показват гладки, полирани характеристики, подобни на керамика, признаци на деформация чрез екструзия или отпечатъци, подобни на гума, между другото. Набраздяването на умората може да се види на фигура 3.
Фигура 3
3.Крайна фрактурна зона
Тази област е мястото, където пукнатината претърпява бързо, нестабилно разпространение. По време на метастабилния етап на растеж на пукнатината, пукнатината от умора се разширява постепенно с всеки цикъл на напрежение, но скоростта на растеж е относително бавна и следва по-последователен, предвидим модел. Въпреки това, след като пукнатината достигне критичен размер, тя ще се ускори бързо, което ще доведе до окончателното счупване. Тази зона бележи прехода от стабилен растеж на пукнатини към бързо счупване.
Тъй като дължината на пукнатината продължава да се увеличава, когато достигне критичния размер c, концентрацията на напрежение на върха на пукнатината става достатъчно голяма, за да надхвърли якостта на счупване на материала. В този момент пукнатината става нестабилна и се разпространява бързо. Непокътнатата част в предната част на пукнатината се счупва почти мигновено.
Повърхността на счупване в крайната зона на счупване е относително грапава и тъй като представлява последната точка на счупване, често е с по-ярък цвят. Счупването в тази област е по същество подобно на счупването при статично натоварване. За крехките материали микроструктурата обикновено показва характеристики на разцепване, докато за пластичните материали микроструктурата показва характеристики на трапчинки на счупване.
Крайната зона на счупване често се намира от страната, противоположна на произхода на умората. Въпреки това, ако материалът е подложен на ротационно огъване, позицията на крайната зона на счупване ще бъде изместена с определен ъгъл в посока, обратна на въртенето.
