В'язке руйнування відбувається після значної пластичної деформації (десятки відсотків). Це якнайменш небезпечний вид руйнування, і йому надають не так багато уваги, як крихкому. Проте аналіз в'язкого руйнування дуже важливий. Він дозволяє, зокрема, краще зрозуміти механізм крихкого руйнування і спланувати заходи щодо його запобігання. В'язке руйнування важливе під час аналізу поведінки металів в умовах обробки тиском, де створюються значні пластичні деформації, і руйнування, зокрема в'язке, недопустиме.
а б в
Рисунок 6.2 – Форми зламу зразків при в'язкому руйнуванні після розтягування
Найхарактернішим прикладом в'язкого руйнування є утворення «чашкового» зламу в шийці розтягуваного зразка (рис. 6.2 а). Шийка утворюється після деякого рівномірного подовження зразка і є результатом локалізації деформації в обмеженому об'ємі. Всередині шийки напружений стан ускладнюється в порівнянні з вихідним одновісним розтягуванням. У цих умовах і відбувається зародження і розвиток в'язких тріщин. Зародкові тріщини виникають і розвиваються в середній частині шийки. Відбувається локалізація напружень, в результаті змінюються швидкість поширення тріщини і напрям її розвитку.
Через локалізацію пластичної деформації в площинах дії максимальних дотичних напружень подальше руйнування йде шляхом зрізу. У результаті центральна частина тріщини утворює «дно», а периферійні – конусні «стінки» чашки зламу (див. рис. 6.2 а). Як бачимо, значна пластична деформація не тільки передує в'язкому руйнуванню, але і продовжується в процесі його розвитку. Крім розглянутого випадку в'язкого руйнування, можливе утворення зламів іншої форми. Останні визначаються геометрією зразка, характером його деформації і ступенем пластичності. Наприклад, при розтягуванні циліндрових зразків із високою пластичністю, зокрема надпластичних, відносне звуження близьке до 100% і шийка перетворюється на точку (див. рис. 6.2 б). В аналогічних плоских зразків шийка вироджується в лінію (див. рис. 6.2 в), розміщену під кутом ~ 45° до осі розтягування.
Незалежно від макрогеометрії в'язкий злам у шийці характеризується рядом спільних особливостей своєї структури. При візуальному огляді неозброєним оком він зазвичай матовий, нерівний, часто зі слідами пластичної деформації у вигляді грубих смуг ковзання. В'язке руйнування, як правило, буває внутрішньозеренним. Тонку структуру зламу виявляють за допомогою фрактографічного аналізу – дослідження структури поверхні руйнування у світловому та електронному (за допомогою реплік) мікроскопах. Фрактографічний аналіз, що набув широкого розвитку останніми роками, дає важливу інформацію про механізм руйнування.
а б
Рисунок 6.3 – Фрактограми ділянок зламу сталі (х1000): а – в'язке ямкове руйнування; б – крихке внутрішньозеренне руйнування з вираженим рівчаковим узором
На рис. 6.3 а показаний типовий приклад мікроструктури в'язкого зламу. У нього характерний рельєф, утворюваний сукупністю окремих «фасетків».
