КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ИЗЛОМОВ ПРИ ПОМОЩИ КОНФОКАЛЬНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ МИКРОСКОПИИ

Исследование поверхности разрушения деталей является первоначальным и весьма ответственным этапом на пути выяснения причин и хронологии процесса разрушения. При этом качество и объективность фрактографического анализа во многом зависит от эффективности инструмента, применяемого для изучения излома. Основным недостатком традиционных методов, применяемых в данной области, является двухмерность получаемых изображений, что в значительной степени затрудняет количественную оценку поверхности разрушения. В этом смысле высокой перспективностью обладает метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ), обеспечивающий высокую точность измерения геометрии поверхности объектов в трехмерном пространстве, широкий диапазон сканирования по вертикальной оси, необходимую глубину резкости и при этом не требующий электропроводности и специальной подготовки поверхности образца, а также наличия вакуума.

В настоящем исследовании разработана и апробирована методика съемки и последующего анализа изломов ударных образцов при помощи КЛСМ. В качестве объектов исследования выбраны изломы образцов стали 20 в полностью хрупком и полностью вязком состояниях, что достигалось за счет ударных испытаний образцов, выдержанных при температурах –196 ^оС и +150 ^оС соответственно. Установлены оптимальные увеличение, тип объектива, шаг сканирования и способ фильтрации получаемых изображений от шумов. Кроме того, показано, что в качестве меры вязкости поверхности разрушения может быть использован такой параметр, как характеристическая площадь поверхности разрушения Sr, величина которого существенно изменяется при переходе от хрупкого излома к вязкому. Показано, что применение КЛСМ позволяет перевести анализ разрушения металлических изделий с качественного на количественный уровень, повышая объективность и точность фрактографических исследований.