Haurasmurtuma

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Metallien ja metalliseosten murtuminen on olosuhteista riippuen tyypiltään joko sitkeä tai hauras. Metallin murtumiskäyttäytymistä kuvaa sen iskusitkeys, joka määritetään lovetulle koesauvalle iskukokeessa. Murtumistapaan vaikuttavat seuraavat tekijät

  • kiderakenne pkk/tkk ja mikrorakenne yleensä
  • kuormitusnopeus
  • lämpötila
  • lovet
  • tietyt metalliseoksissa esiintyvät jäämäaineet

Iskusitkeys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vetokokeessa pienillä kuormitusnopeuksilla huoneenlämpötilassa metallit yleensä murtuvat sitkeästi. Murtuminen voi olla hauras, kun kuormitetaan suuridimensioisia kappaleita tai kun kuormitus tapahtuu hyvin suurella nopeudella (iskumainen kuormitus) alhaisessa lämpötilassa. Haurasmurtumistaipumusta korostavat kappaleessa esiintyvät lovet tai muut teräväkulmaiset viat. Haurasmurtumisen vastustuskykyä sanotaan iskusitkeydeksi.

Kiderakenteen merkitys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Metalleilla, joiden kiderakenne on tilakeskinen kuutio, kuten ferriittisillä ja martensiittisilla teräksillä, iskusitkeys alenee romahdusmaisesti, kun lämpötila laskee määrätyn lämpötilan alapuolelle (transitiolämpötila) ja murtumistapa muuttuu sitkeästä hauraaksi. Murtumisen tapahtuessa hauraasti sen edellä ei ole plastista deformaatiota.

Pintakeskisen kuutiollisen kiderakenteen omaavat metallit, kuten esimerkiksi kupari, alumiini, nikkeli ja austeniittiset teräkset murtuvat sitkeästi myös matalissa lämpötiloissa. Murtuminen on sitkeää suurellakin kuormitusnopeudella. Kiderakenne helpottaa plastista deformaatiota, mikä estää haurasmurtuman.

Lohkomurtuma[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Haurasmurtuma on usein lohkomurtumaksi kutsuttua tyyppiä, kun murtuma etenee tiettyjä hilatasoja pitkin kiteiden lävitse. Haurasmurtuma voi edetä myös raerajoilla, jos näillä esiintyy haurastavia faaseja. Lohkomurtuma etenee hauraassa metallissa jopa äänennopeudella.

Ferriittisillä ruostumattomilla teräksillä korkea kromipitoisuus lisää lohkomurtumataipumusta. Transitiolämpötila voi nousta huoneenlämpötilaan asti, kun kromipitoisuus ylittää 20%.

Sigmahauraus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Korkea kromipitoisuus yhdessä muiden seosaineiden kanssa lisää taipumusta myös sigmahauraudelle, minkä aiheuttaa pitkäaikaisessa hehkutuksessa 600–800 oC lämpötilassa erkautuva sigmafaasi.

475 °C-hauraus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Korkeakromisilla teräksillä on erityinen haurausilmiö, jonka saa aikaan hehkutus lämpötilavälillä 400–550 °C. Hauraustumisen aiheuttavat erkaumat, jotka tosin saadaan rakenteesta pois hehkuttamalla lämpötilassa 600 °C

Iskukoe[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Iskukoe on standardoitu aineenkoetusmenetelmä, jota käytetään etenkin eri terästuotteiden laadunvalvontaan. Kokeessa tietyn iskuenergian omaavan heilurivasaran annetaan iskeytyä V-lovettuun koesauvaan. Iskusitkeyden mittana käytetään koesauvan murtumiseen kulutettua vasaran liike-energiaa. Ainesstandardeissa annetaan kullekin materiaalille vaaditun iskuenergian vähimmäisarvoja määrätyissä koestuslämpötilassa.

Säteilyhaurastuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ydinreaktoreissa neutronisäteily voi muuttaa kiderakennetta ja synnyttää hilavirheitä aiheuttaen reaktorin teräsrakenteissa säteilyhaurastumista.