Pęknięcie elementu nośnego, takiego jak wahacz, sprężyna czy półoś, to poważna i kosztowna awaria. W praktyce najczęściej wynika ona z procesów zmęczeniowych materiału, korozji, przeciążenia lub wcześniejszych błędów produkcyjnych bądź naprawczych.
Pęknięcia elementów metalowych w motoryzacji wynikają najczęściej z:
• zmęczenia materiału (narastanie mikropęknięcia przez tysiące cykli obciążenia),
• korozji zmęczeniowej (pęknięcie rośnie szybciej w obecności wilgoci/soli),
• obciążenie dynamiczne/przeciążenia (nagłe pęknięcie po uderzeniu, np. w dziurę),
• błędnej obróbki cieplnej (zbyt kruchy lub zbyt miękki materiał),
• wad produkcyjnych (wtrącenia, porowatość, pęknięcia technologiczne).
Analiza materiałowa pozwala jednoznacznie określić mechanizm pęknięcia i ustalić, czy przyczyną była wada materiałowa, czy naturalny proces eksploatacyjny, względnie błąd montażowy.
Aspekt materiałoznawczy
Pęknięcia zmęczeniowe mają charakterystyczny obraz przełomu - od strefy inicjacji, przez stopniową propagację, aż po końcowe zerwanie. Wady materiałowe mogą obejmować wtrącenia, niewłaściwą mikrostrukturę lub błędną obróbkę cieplną. Przeciążenie daje zupełnie inny, gwałtowny charakter przełomu.
Możliwe badania:
• fraktografia (analiza przełomu w powiększeniu) – określa mechanizm pękania,
• metalografia / analiza mikrostruktury – ocena obróbki cieplnej i struktury,
• pomiary twardości (HV/HB) – czy materiał ma właściwe parametry,
• analiza składu chemicznego (XRF / spektrometria) – zgodność z gatunkiem stali,
• badania NDT (magnetyczno-proszkowe, penetracyjne) – wykrywanie pęknięć wtórnych.
Co można wykazać?
• czy pęknięcie było zmęczeniowe i narastało długo,
• czy element miał wadę materiałową/produkcyjną,
• czy uszkodzenie wynikało z przeciążenia lub błędu montażu,
• czy wcześniejsza naprawa (spawanie, prostowanie) zmieniła strukturę i osłabiła element.