Únavový lom kovu, stejně jako jiné typy lomů při porušení kovu, nese bohaté informace o procesu lomu. Poskytuje vodítka o tom, kde zlomenina vznikla, jak se šířila a jak se nakonec zlomila. Morfologie na lomové ploše je ovlivněna faktory, jako jsou vlastnosti materiálu, podmínky napětí, úrovně napětí a faktory prostředí. Analýza únavového lomu je proto jednou z klíčových metod pro studium únavového porušení.
Typický únavový lom se obecně skládá ze tří oblastí: počátek únavy, zóna šíření únavy a konečná zóna lomu. Viz obrázek 1.
Obrázek 1
Původ únavy
Původ únavy je oblast, kde vzniká únavová trhlina. Často se nachází na slabých místech součásti, jako jsou povrchové škrábance, mechanické poškození, korozní důlky, oblasti náhlé změny průřezu nebo vnitřní metalurgické defekty, jako jsou praskliny, křehké vměstky, segregace, pórovitost a tak dále.
Na povrchu únavového lomu může být jeden nebo více únavových počátků. Například v případě opakovaného ohýbání mohou existovat dva počátky ohybové únavy nebo v korozním prostředí může korozní únava vést k vícenásobnému původu.
Čím vyšší je faktor koncentrace napětí nebo úroveň střídavého napětí, tím větší je počet únavových počátků na lomové ploše. Obrázek 2 ukazuje únavový lom s více původy.
Obrázek 2
Zóna šíření únavové trhliny
Tato zóna je podkritickou oblastí šíření trhliny a je to nejsložitější a informačně nejbohatší oblast povrchu lomu. Charakteristiky této zóny jsou klíčové pro určení, zda je lom důsledkem únavy. Nejběžnějším znakem je přítomnost „plážových značek“ viditelných při malém zvětšení a únavových pruhů (také známých jako značky šíření únavy) viditelných při velkém zvětšení. Některé lomové povrchy však mohou postrádat tyto znaky a místo toho vykazují hladké, leštěné, keramické vlastnosti, známky deformace vytlačováním nebo otisky podobné pneumatikám. Na obrázku 3 jsou vidět pruhy šířící se únavou.
Obrázek 3
3.Zóna konečné zlomeniny
V této oblasti dochází k rychlému a nestabilnímu šíření trhliny. Během fáze růstu metastabilní trhliny se únavová trhlina rozšiřuje postupně s každým napěťovým cyklem, ale rychlost růstu je relativně pomalá a sleduje konzistentnější, předvídatelnější vzorec. Jakmile však trhlina dosáhne kritické velikosti, rychle se zrychlí, což vede ke konečnému lomu. Tato zóna označuje přechod od stabilního růstu trhlin k rychlému lomu.
Jak se délka trhliny dále zvětšuje, když dosáhne kritické velikosti c, koncentrace napětí na špičce trhliny se stane dostatečně velkou, aby překročila lomovou pevnost materiálu. V tomto okamžiku se trhlina stává nestabilní a rychle se šíří. Neporušená část v přední části trhliny praskne téměř okamžitě.
Lomová plocha v konečné lomové zóně je poměrně drsná, a protože představuje poslední bod lomu, je často světlejší barvy. Lom v této oblasti je v podstatě podobný lomu statické zátěže. U křehkých materiálů má mikrostruktura typicky rysy štěpení, zatímco u tvárných materiálů mikrostruktura vykazuje charakteristiky důlkového lomu.
Konečná lomová zóna se často nachází na straně opačné k počátku únavy. Pokud je však materiál vystaven rotačnímu ohýbání, bude poloha konečné lomové zóny posunuta o určitý úhel v opačném směru otáčení.