Kaklo lūžis, taip pat žinomas kaipplastiko lūžisarbatempimo perkrovos lūžis, reiškia lūžių tipą, kuris atsiranda, kai metalinės medžiagos apkrova viršija jos takumo ribą, todėl prieš lūžimą susidaro didelė makroskopinė plastinė deformacija. Todėl jis taip pat vadinamasplastiškas perkrovos lūžis.
Tipiškas pavyzdys yra lygaus tempimo bandinio lūžis veikiant vienaašiai statinei apkrovai, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Lūžio paviršius yra skaidruskakloreiškinys netoli pertraukos. Makroskopiškai lūžio paviršius turi apuodelis-ir-kūgisforma: atsiranda centrinė sritispluoštinisirtamsiai pilkaspalvos, paprastai orientuotosstatmenaiį tempimo įtempių kryptį, o išorinė sritis pasižymikirpti lūpaskurios susidaro maždaug a45 laipsnių kampasį tempimo ašį.
Praktikoje komponentų forma ir jų patiriamos jėgos gali būti gana sudėtingos, todėl makroskopinių lūžių morfologijos ypatybės gali būti neaiškios. Tačiau pagrindinis pagrindas atskirtiplastiškas lūžisirtrapus lūžisyra reikšmingos makroskopinės plastinės deformacijos šalia lūžio buvimas arba nebuvimas.
Metalinių medžiagų lūžių mechanizmo požiūriu yra du pagrindiniai tipai:slydimo atskyrimasirplastinės duobutės lūžis.
Slydimo atskyrimasreiškia reiškinį, kai, veikiant išorinei jėgai, medžiagos kristalinės struktūros atomai dėl šlyties įtempių patiria santykinį slydimą tam tikromis kristalų plokštumomis ir kryptimis.paslysti. Kai šis slydimas vyksta nepertraukiamai arba netolygiai arba kai jis yra trukdomas grūdelių ribose, fazių ribose ar kitose sąsajose, šiose vietose susidaro maži tarpai arba įtrūkimai, dėl kuriųslydimo atskyrimas. Metalinėse medžiagose grynas slydimo atskyrimo lūžis yra gana retas.
Kaklo duobutės lūžisyra labiau paplitęs tipas. Plyšių susidarymo ir plitimo mechanizmas šiuo režimu yra toks: metalinėse medžiagose yra įvairių pertrūkių, pvz., tuštumų, inkliuzų, antrosios -fazės dalelių, grūdelių ribos ir fazių ribos. Veikiant perkrovos įtempiams (viršijant takumo ribą), šiuose vietiniuose regionuose susidaro įtempių koncentracijos, sukeliančios plastines deformacijas. Deformacijai progresuojant, šiose pertrūkiuose arba sąsajose susidaro mikrotuštumos. Toliau didėjant įtampai, mikrotuštumos auga ir susilieja, galiausiai susijungia ir susidaro mikroįtrūkimai. Esant nuolatiniam stresui, šie mikroįtrūkimai lėtai plečiasi, kol pasiekia kritinį dydį, todėl atsiranda lūžių. Šios mikrotuštumos vadinamosplastiški įdubimai(arbaplastikines duobes). Tipinė plastiškų įdubų morfologija, stebima naudojant SEM, parodyta toliau esančiame paveikslėlyje, kur antrosios fazės dalelės arba intarpai taip pat gali būti matomi įdubimų apačioje.
Esant skirtingoms įtempimo būsenoms, morfologijaplastiški įdubimaidėl plastiško lūžio taip pat skiriasi. Paprastai juos galima suskirstyti į tris tipus:lygiagretės įdubos(pagal tempimo įtempį),ašarų duobutės(esant ašarojimo stresui, I režimas) iršlyties įdubimai(esant šlyties įtempimui, II ir III režimas).
Praktinėje lūžių morfologijos analizėje dažnai pastebima, kad visų trijų tipųplastiškas įdubimasgali atsirasti morfologijos. Paprastai taip yra dėl sudėtingos įtempių būsenos, kurią patiria medžiaga, arba, esant paprastoms įtempių sąlygoms, įtrūkimui plintant, atsiranda vietinių įtempių pokyčių, dėl kurių skiriasi įdubimų morfologija.
Be to, negalime tiesiog nustatyti, ar tai yra lūžisplastiškasremiantis daugybe įdubimų vietinio lūžio srityje. Kaklo įdubimai nėra būtina ir pakankama sąlygaplastiškas lūžis, nes realiose situacijose daugelismišrūs lūžiaigali atsirasti, pvzbeveik{0}}skilimo lūžiai. Todėl vis tiek būtina derinti makroskopinę ir mikroskopinę analizę, kad būtų galima nustatyti lūžio tipą, suprasti gedimo mechanizmą, nustatyti pagrindinę lūžio gedimo priežastį ir pasiūlyti pasiūlymus, kaip pagerinti medžiagą, komponentų dizainą, gamybos procesus ir naudojimo aplinką.
Kokiomis sąlygomis labiau tikėtinas plastiškas lūžis? Bet koks veiksnys, kuris didėjaplastiškumas(sumažinatrapumas) skatins plastiškumo lūžių atsiradimą. Šie punktai apibendrina pagrindinius veiksnius:
Aukščiausia mikrostruktūra:Skirtingos mikrostruktūros tomis pačiomis sąlygomis gali sukelti skirtingus lūžius. Pavyzdžiui, grūdintas martensitas turi geresnį plastiškumą, o perlitas + feritas turi santykinai mažesnį plastiškumą. Pirmieji dažniau patiria plastiškumo lūžį.
Smulki{0}}grūdė struktūra:Paprastai kuo smulkesni grūdeliai, tuo geresnis plastiškumas. Be to, smulkiagrūdžių struktūrų defektai dažnai yra mažesni, todėl lūžimui reikalingas didesnis įtempis.
Stiprūs intarpai arba antrosios{0}}fazės dalelės:Kieti intarpai arba antrosios{0}fazės dalelės paprastai nesumažina medžiagos plastiškumo. Kartais plastikinė antroji fazė netgi gali pagerinti medžiagos lankstumą. Kaip parodyta toliau pateiktoje diagramoje,plastiški įdubimaisudėtyje yra daug A tipo sulfidų intarpų, tačiau medžiaga vis tiek turiplastiškas perkrovos lūžis.
Grynos žaliavos:Medžiagos grynumo gerinimas, pvz., atkreipiant dėmesį į išorinių priemaišų elementų patekimą plieno gamybos metu, sumažinant kenksmingų priemaišų kiekį medžiagoje ir sumažinant galimybętarpkristalinis trapumasirantrosios fazės-trapūs intarpai.
Geras konstrukcijos dizainas:Vengti įtempių koncentracijų, pvz., sumažinti aštrius kampus, įpjovas ir pan., suprojektuoti konstrukciją, užtikrinančią vienodą apkrovos pasiskirstymą.
Gera darbo aplinka (temperatūra, vidutinės sąlygos ir kt.):Korozinės terpės ir žemos{0}}temperatūros aplinkos poveikio sumažinimas. Jei tokios sąlygos reikalingos, projektuojant medžiagą reikia atsižvelgti į jautrumą aplinkai.
Užplastiškas lūžis, praktiškai taikant, tai leidžia reikšmingai deformuotis be staigaus lūžio. Todėl iš šios perspektyvos, palyginti sutrapus lūžis, plastiškas lūžis yra priimtinesnis lūžio būdas. Tačiau, jei medžiagų projektavimo, gamybos ir naudojimo procesai yra tinkamai kontroliuojami kiekviename etape, galima išvengti nereikalingų lūžių incidentų ir sumažinti turto nuostolius tiek įmonėms, tiek valstybėms.