Испытания на расслоение

Понятие расслоения

Расслоение металла – отделение слоя металла на торцах, кромках изделия либо заготовки. Возникает от повышенной загрязненности металла неметаллическими включениями, наличии усадочных дефектов, внутренних разрывов либо при пережоге.

Визуально проявляется в виде трещин, вздутием поверхности или образованием отслоений языкообразной формы.

Расслоение – дефект сталеплавильного производства

При расслоении металл раскалывается на слои. Такое разрушение снижает механическую прочность изделия вплоть до его полного разрушения.

В электронике расслоение корпуса или разъемов может привести к отказу электрооборудования из-за нарушения структурной устойчивости.

Не вовремя обнаруженное расслоение материала создает угрозу безопасности.

Сущность возникновения расслоения

Дефект возникает на уровне кристаллической решетки металла. Микроскопические пустоты, появившиеся в месте кристаллизации, постепенно превращаются в трещины, имеющие тенденции к постоянному увеличению (См. рис. Образование микротрещин с увеличением в 400 раз).

Зарождению пустот в металле способствуют сульфидные включения, которые образуются при прокатке стали. Особенно характерны при мартеновской выплавке. Основными «поставщиками» сульфидов считаются Ni, Mo, Cu, Si, Mn.

Для представления полной картины трещинообразования необходимо учитывать тот факт, что сульфидные включения в расплаве образуются не хаотично, а занимают определенные места в структуре расплава. Они располагаются в так называемых полосах, где отмечается их повышенное содержание (См. рис. Полосчатая структура металла под микроскопом).

Возникшие в сульфидах микротрещины инициируют полосы скольжения в основном металле, по которым происходит дальнейшее распространение трещины. Светлые полосы содержат повышенное количество молибдена, никеля, меди, кремния и марганца (определение выполнено с помощью микрорентгеноспектрального анализа), в них сосредоточены также НВ-сульфиды и строчечные оксиды. Расслой распространяется также по светлым полосам.

Кроме сульфидных включений причиной возникновения трещин могут быть вырезанные технологические отверстия. Их нужно делать без острых углов, которые являются концентраторами напряжений, что способствует развитию усталостных трещин.

Для дефектной области также характерно отсутствие обезуглероживания и высокая газонасыщенность.

Таким образом, появление пор с последующим разрастанием в месте кристаллизации обусловлено нарушениями технологии при выплавке стали (наличие окисленных областей, загрязненность неметаллическими включениями).

Дефект «расслоение» встречается не только в металле. Ему подвержены композиты, ламинаты, печатные платы, пластмассы, дерево, железобетон и др. материалы.

Общий вывод:1. Расслоение входит в разряд недопустимых дефектов, поскольку вызывает разрушение элемента или конструкции в целом. Поэтому металл с расслоением отсортировывается в брак и подлежит дальнейшей переплавке.

2. Для предотвращения расслоения необходимо тщательно соблюдать технологию выплавки стали, не допускать повышения ее окисленности.

Испытание на расслоение

Этот дефект выявляется методом ультразвукового контроля. Руководящим документом на проведения испытания является ГОСТ 22727-88.

Контрольные образцы изготовляются в соответствии с требованиями настоящего стандарта. От проката толщиной до 60 мм изготавливают плоские образцы, свыше 60 мм – ступенчатые. В образце не допускается наличие несплошностей, обнаруживаемых методами ультразвукового контроля, превышающими уровень чувствительности более, чем в два раза в сравнении с настраиваемой на испытываемый образец.

Испытательное оборудование включает:

1. Ультразвуковой дефектоскоп с пьезоэлектрическим или электро-магнитно-акустическим преобразователем. Выбирается по ГОСТ 23049-84 и ГОСТ Р 55809-2013. Применяется для обнаружения дефектов металла.
2. АРД-диаграммы (графическое изображение отраженного сигнала) – для сравнения с полученным дефектоскопом изображением.
3. Щетка по металлу – для зачистки исследуемой поверхности образца.
4. Линейка металлическая – для измерения размеров образца.

Проведение контроля. Контроль образца на наличие расслоения осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 20415-82. Лист (образец) сканируется одним или несколькими преобразователями.

Преобразователь перемещают вручную.

При контроле эхо- и эхо-сквозными методами регистрируют эхо-импульсы от несплошностей по превышению уровня заданной чувствительности прибора.

Для определения чувствительности при проведении контроля используют табличные данные (см. табл. 1).

Таблица 1

Дополнительно настоящий ГОСТ определяет порядок испытания зеркально-теневым методом контроля.

После проведения испытаний результаты оформляются протоколом, где указываются:

• Шифр НТД на металлопродукцию;
• Характеристика контролируемого объекта;
• Величины показателей сплошности;
• Фамилия или индекс дефектоскописта, проводившего контроль;
• Параметры контроля.

Эти же данные копируются в журнале контроля и дефектограммах.