Patah mulur, juga dikenali sebagaipatah plastikataupatah beban lebihan tegangan, merujuk kepada sejenis patah yang berlaku apabila beban yang dikenakan pada bahan logam melebihi kekuatan hasilnya, mengakibatkan ubah bentuk plastik makroskopik yang ketara sebelum patah. Oleh itu, ia juga disebut sebagaipatah lebihan mulur.
Contoh biasa ialah patah spesimen tegangan licin di bawah beban statik uniaksial, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Permukaan patah mempamerkan jelasberleherfenomena menjelang rehat. Secara makroskopik, permukaan patah mempunyai acawan-dan-konbentuk: kawasan tengah munculberserabutdankelabu gelapdalam warna, berorientasikan umumberserenjangkepada arah tegasan tegangan, manakala ciri kawasan luargunting bibiryang terbentuk pada kira-kira asudut 45 darjahkepada paksi tegangan.
Dalam aplikasi praktikal, bentuk komponen dan daya yang mereka alami boleh menjadi agak kompleks, jadi ciri morfologi patah makroskopik mungkin tidak jelas. Walau bagaimanapun, asas utama untuk membezakan antarapatah mulurdanpatah rapuhialah kehadiran atau ketiadaan ubah bentuk plastik makroskopik yang ketara berhampiran patah.
Dari perspektif mekanisme patah dalam bahan logam, terdapat dua jenis utama:pemisahan gelincirdanpatah lesung pipit mulur.
Pemisahan gelincirmerujuk kepada fenomena di mana, di bawah daya luaran, atom dalam struktur kristal bahan mengalami gelongsor relatif di sepanjang satah dan arah kristal tertentu akibat tegasan ricih, yang dikenali sebagaitergelincir. Apabila gelinciran ini berlaku secara terputus-putus atau tidak sekata, atau apabila ia terhalang pada sempadan butiran, sempadan fasa atau antara muka lain, celah atau retakan kecil terbentuk di lokasi ini, yang membawa kepadapemisahan gelincir. Fraktur pemisahan gelincir tulen agak jarang berlaku dalam bahan logam.
Patah lesung pipit muluradalah jenis yang lebih biasa. Mekanisme pembentukan retakan dan perambatan dalam mod ini adalah seperti berikut: bahan logam mengandungi pelbagai ketakselanjaran seperti lompang, kemasukan, zarah fasa-kedua, sempadan butiran dan sempadan fasa. Apabila dikenakan tekanan beban lampau (melebihi kekuatan hasil), kepekatan tegasan berkembang di kawasan tempatan ini, menyebabkan ubah bentuk plastik. Apabila ubah bentuk berlangsung, mikrovoid terbentuk pada ketakselanjaran atau antara muka ini. Apabila ketegangan terus meningkat, mikrovoid tumbuh dan bergabung, akhirnya bersambung untuk membentuk retakan mikro. Di bawah tekanan berterusan, retakan mikro ini perlahan-lahan mengembang sehingga mencapai saiz kritikal, yang membawa kepada keretakan. Mikrovoid ini dirujuk sebagailesung pipit(ataulubang plastik). Morfologi tipikal lesung pipit mulur yang diperhatikan di bawah SEM ditunjukkan dalam rajah di bawah, yang mana zarah atau rangkuman fasa kedua juga boleh dilihat di bahagian bawah lesung.
Di bawah keadaan tegasan yang berbeza, morfologi bagilesung pipitpada patah mulur juga berbeza-beza. Secara amnya, mereka boleh dikelaskan kepada tiga jenis:lesung pipit sama(di bawah tekanan tegangan),koyak lesung pipit(di bawah tekanan koyakan, Mod I), danricih lesung pipit(di bawah tegasan ricih, Mod II dan Mod III).
Dalam analisis morfologi patah praktikal, ia sering diperhatikan bahawa ketiga-tiga jenislesung pipitmorfologi boleh muncul. Ini biasanya disebabkan oleh keadaan tegasan kompleks yang dialami oleh bahan, atau, di bawah keadaan tegasan mudah, apabila retakan merambat, perubahan tegasan tempatan berlaku, mengakibatkan perbezaan dalam morfologi lesung pipit.
Selain itu, kita tidak boleh hanya menentukan bahawa patah tulang adalahmulurberdasarkan kehadiran banyak lesung pipit di kawasan patah tempatan. Lesung pipit mulur bukanlah syarat yang perlu dan mencukupi untukpatah mulur, kerana dalam situasi sebenar, ramaipatah campuranboleh berlaku, sepertiseakan{0}}patah belahan. Oleh itu, masih perlu untuk menggabungkan kedua-dua analisis makroskopik dan mikroskopik untuk menentukan jenis patah, memahami mekanisme kegagalan, mengenal pasti punca kegagalan patah, dan mencadangkan cadangan untuk menambah baik bahan, reka bentuk komponen, proses pembuatan dan persekitaran penggunaan.
Dalam keadaan apakah patah mulur lebih berkemungkinan berlaku? Mana-mana faktor yang meningkatkemuluran(mengurangkankerapuhan) akan menggalakkan berlakunya patah mulur. Perkara berikut meringkaskan faktor utama:
Struktur mikro unggul:Struktur mikro yang berbeza boleh menyebabkan patah tulang yang berbeza di bawah keadaan yang sama. Sebagai contoh, martensit terbaja mempunyai kemuluran yang lebih baik, manakala pearlit + ferit mempunyai kemuluran yang agak rendah. Yang pertama lebih berkemungkinan mengalami patah mulur.
Struktur berbutir-halus:Secara amnya, lebih halus butiran, lebih baik kemuluran. Selain itu, kecacatan pada struktur-berbutir halus selalunya lebih kecil, jadi tegasan yang lebih tinggi diperlukan untuk patah tulang.
Kemasukan sukar atau zarah-kedua:Kemasukan yang sukar atau zarah-kedua pada umumnya tidak mengurangkan kemuluran bahan. Kadangkala, fasa kedua plastik boleh meningkatkan kemuluran bahan. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, thelesung pipitmengandungi sejumlah besar kemasukan sulfida Jenis A, tetapi bahan itu masih mempamerkanpatah lebihan mulur.
Bahan mentah tulen:Meningkatkan ketulenan bahan, seperti memberi perhatian kepada pengenalan unsur kekotoran luaran semasa pembuatan keluli, mengurangkan kekotoran berbahaya dalam bahan, dan meminimumkan kemungkinankerapuhan antara butirandankemasukan rapuh fasa kedua-.
Reka bentuk struktur yang baik:Mengelakkan kepekatan tegasan, seperti mengurangkan sudut tajam, takuk, dsb., dan mereka bentuk struktur yang memastikan pengagihan beban seragam.
Persekitaran operasi yang baik (suhu, keadaan sederhana, dll.):Meminimumkan pendedahan kepada media menghakis dan persekitaran suhu-rendah. Jika keadaan sedemikian diperlukan, sensitiviti alam sekitar harus dipertimbangkan semasa mereka bentuk bahan.
Untukpatah mulur, dalam aplikasi praktikal, ia membenarkan ubah bentuk yang ketara tanpa patah secara tiba-tiba. Oleh itu, dari perspektif ini, berbanding denganpatah rapuh, patah mulur adalah cara patah yang lebih boleh diterima. Walau bagaimanapun, jika reka bentuk bahan, pengeluaran dan proses penggunaan dikawal dengan betul pada setiap peringkat, insiden keretakan yang tidak perlu boleh dielakkan, mengurangkan kerugian harta benda untuk perniagaan dan negara.
