Duktilni zlom, znan tudi kotplastični zlomozzlom zaradi natezne preobremenitve, se nanaša na vrsto zloma, do katerega pride, ko obremenitev kovinskega materiala preseže njegovo mejo tečenja, kar povzroči znatno makroskopsko plastično deformacijo pred zlomom. Zato se imenuje tudi kotduktilni preobremenitveni zlom.
Tipičen primer je zlom gladkega nateznega vzorca pri enoosni statični obremenitvi, kot je prikazano na spodnji sliki. Zlomna površina je čistavratupojav blizu preloma. Makroskopsko ima prelomna površina askodelica-in-stožecoblika: pojavi se osrednji delvlaknastintemno sivabarvno, splošno usmerjenopravokotnov smeri natezne napetosti, zunanje območje pa značilnostistrižne ustniceki nastanejo pri približno akot 45 stopinjna natezno os.
V praktičnih aplikacijah so lahko oblika komponent in sile, ki jih doživljajo, precej zapletene, zato makroskopske značilnosti morfologije zloma morda niso očitne. Vendar je primarna osnova za razlikovanje medduktilni zlominkrhki zlomje prisotnost ali odsotnost pomembne makroskopske plastične deformacije v bližini zloma.
Z vidika mehanizma zloma v kovinskih materialih obstajata dve glavni vrsti:ločevanje zdrsainduktilni jamični zlom.
Ločevanje zdrsase nanaša na pojav, kjer pod zunanjo silo atomi v kristalni strukturi materiala doživljajo relativno drsenje vzdolž določenih kristalnih ravnin in smeri zaradi strižne napetosti, kar je znano kotzdrs. Ko se ta zdrs pojavi nekontinuirano ali neenakomerno ali ko je oviran na mejah zrn, faznih mejah ali drugih vmesnikih, na teh mestih nastanejo majhne vrzeli ali razpoke, ki vodijo določevanje zdrsa. Čisti zlom zaradi ločevanja zaradi zdrsa je pri kovinskih materialih relativno redek.
Duktilni jamični zlomje pogostejša vrsta. Mehanizem za nastanek in širjenje razpok v tem načinu je naslednji: kovinski materiali vsebujejo različne diskontinuitete, kot so praznine, vključki, delci druge-faze, meje zrn in fazne meje. Pri izpostavljenosti preobremenitveni napetosti (preseganju meje tečenja) se v teh lokalnih regijah razvijejo koncentracije napetosti, ki povzročijo plastično deformacijo. Ko deformacija napreduje, se na teh diskontinuitetah ali vmesnikih oblikujejo mikropraznine. Ko se obremenitev še naprej povečuje, mikropraznine rastejo in se združijo ter se na koncu povežejo in tvorijo mikrorazpoke. Pod stalno obremenitvijo se te mikrorazpoke počasi širijo, dokler ne dosežejo kritične velikosti, kar povzroči zlom. Te mikropraznine se imenujejoduktilne jamice(ozplastične jame). Tipična morfologija duktilnih vdolbin, opazovanih s SEM, je prikazana na spodnji sliki, kjer je na dnu vdolbin mogoče videti tudi delce ali vključke druge-faze.
V različnih stresnih stanjih je morfologijaduktilne jamicena duktilnem zlomu se prav tako spreminja. Na splošno jih lahko razvrstimo v tri vrste:enakoosne jamice(pod natezno napetostjo),solzne jamice(pod trganjem, način I) instrižne jamice(pod strižno napetostjo, način II in način III).
V praktični analizi morfologije zloma je pogosto opaziti, da so vse tri vrsteduktilna jamicase lahko pojavijo morfologije. To je na splošno posledica zapletenega napetostnega stanja, ki ga doživlja material, ali v enostavnih napetostnih pogojih, ko se razpoka širi, pride do lokalnih sprememb napetosti, kar povzroči razlike v morfologiji jamic.
Poleg tega ne moremo preprosto ugotoviti, da gre za zlomduktilenna podlagi prisotnosti številnih vdolbin na območju lokalnega zloma. Duktilne jamice niso nujen in zadosten pogoj zaduktilni zlom, saj v realnih situacijah mnogimešani zlomise lahko pojavi, kot nprkvazi-razcepni zlomi. Zato je še vedno treba združiti tako makroskopsko kot mikroskopsko analizo, da se določi vrsta zloma, razume mehanizem okvare, identificira temeljni vzrok okvare po zlomu in predlaga predloge za izboljšanje materiala, zasnove komponent, proizvodnih procesov in okolja uporabe.
Pod katerimi pogoji je večja verjetnost, da pride do duktilnega zloma? Vsak dejavnik, ki povečujeduktilnost(zmanjšujekrhkost) bo spodbudil pojav duktilnega loma. Naslednje točke povzemajo ključne dejavnike:
Vrhunska mikrostruktura:Različne mikrostrukture lahko povzročijo različne zlome pod enakimi pogoji. Na primer, kaljeni martenzit ima boljšo duktilnost, medtem ko ima perlit + ferit relativno nižjo duktilnost. Pri prvem obstaja večja verjetnost, da bo prišlo do duktilnega zloma.
Drobno{0}}zrnata struktura:Na splošno velja, da čim drobnejša so zrna, tem boljša je duktilnost. Poleg tega so napake v fino{1}}zrnatih strukturah pogosto manjše, zato je za zlom potrebna večja obremenitev.
Trdni vključki ali delci druge-faze:Trdni vključki ali delci druge-faze na splošno ne zmanjšajo duktilnosti materiala. Včasih lahko plastična druga faza celo izboljša duktilnost materiala. Kot je prikazano na spodnjem diagramu, jeduktilne jamicevsebujejo znatno količino sulfidnih vključkov tipa A, vendar material še vedno kažeduktilni preobremenitveni zlom.
Čiste surovine:Izboljšanje čistosti materiala, kot je posvečanje pozornosti uvajanju zunanjih nečistoč med izdelavo jekla, zmanjšanje škodljivih nečistoč v materialu in zmanjšanje možnostiintergranularna krhkostinkrhki vključki druge-faze.
Dobra strukturna zasnova:Izogibanje koncentracijam napetosti, kot je zmanjšanje ostrih vogalov, zarez itd., in oblikovanje strukture, ki zagotavlja enakomerno porazdelitev obremenitve.
Dobro delovno okolje (temperatura, srednji pogoji itd.):Zmanjšanje izpostavljenosti jedkim medijem in nizko{0}}temperaturnim okoljem. Če so takšni pogoji potrebni, je treba pri načrtovanju materiala upoštevati občutljivost okolja.
Zaduktilni zlom, v praktičnih aplikacijah omogoča znatno deformacijo brez nenadnega zloma. Zato s tega vidika v primerjavi zkrhki zlom, je duktilni lom bolj sprejemljiv način loma. Če pa so procesi oblikovanja materiala, proizvodnje in uporabe pravilno nadzorovani na vsaki stopnji, se je mogoče izogniti nepotrebnim zlomom, kar zmanjša izgube lastnine tako za podjetja kot za države.