Metāla materiālu pārtraukšana attiecas uz nevienmērīgumu un pēkšņām izmaiņām to iekšējā struktūrā, sastāvā vai īpašībās. Neveiksmes analīzes gadījumos tiek atklāts, ka daudzas kļūmes izraisa materiālu pārtraukšana. Struktūru pārtraukšana galvenokārt atspoguļojas divos aspektos: iekšējie defekti un organizācijas nevienmērība:
Iekšējie defekti:
Porainība. Metāla kausēšanas un liešanas procesu laikā gāzes, kas neizbēg, laika veido dobumus metāla ietvaros. Šīs porainības izjauc metāla nepārtrauktību, samazinot tā efektīvo slodzes zonu un izraisot spēka un izturības samazināšanos. Metinātie savienojumi bieži satur dažādas pakāpes un porainības daudzumus.
Saraušanās un saraušanās: caurumi, kas veidojas liešanā, sakarā ar metāla tilpuma saraušanos sacietēšanas procesa laikā. Parasti koncentrēts pēdējā sacietētajā liešanas daļā, tas padarīs metāla struktūru pārtrauktu un samazinās liešanas mehāniskās īpašības un apstrādes īpašības.
Plaisas: plaisas ir plaisas, kas apstrādes laikā vai lietošanā veidojas metālos stresa koncentrācijas, noguruma, trausluma un citu faktoru dēļ. Šīs plaisas ir nopietni pārtraukuma defekti, kas var darboties kā stresa koncentrācijas avoti, izraisot metāla materiālu lūzumu zem spriegumiem, kas ir daudz zemāki par to galīgajām stiprības robežām, ievērojami samazinot materiāla uzticamību un kalpošanas laiku.
Nehomogēna organizācija un graudu lielums: Metāla materiāli sastāv no daudziem graudiem. Ja graudu lielums ievērojami mainās, graudu dažādu izmēru deformācijas pakāpe ir atšķirīga zem spēka, un stresa koncentrācija ir viegli sastopama pie graudu robežām, kā rezultātā tiek pārtraukta materiālu mehāniskās īpašības.
• Nehomogēnā fāzes sastāvs: metāla materiāli var saturēt vairākas fāzes, piemēram, ferīta, cementīta un pērles dzelzs-oglekļa sakausējumos. Šīm fāzēm ir atšķirīgas īpašības, un atomu izkārtojums to saskarnēs ir pārtraukta. Kad materiāls tiek pakļauts spēkam vai karstumam, šīs saskarnes var kļūt vāji punkti, ietekmējot materiāla kopējo veiktspēju. • Otrās fāzes daļiņas vai fāzes: svešķermeņi Otrās fāzes galvenokārt rodas no metāla kausēšanas sacietēšanas procesa. Piemēram, iegareni sulfīdu ieslēgumi var fragmentēt matricas struktūru, ievērojami samazinot materiāla sānu īpašības.
Komponentu pārtraukšana galvenokārt ir saistīta ar segregāciju: Metālu sacietēšanas laikā nevienmērīgi dzesēšanas ātrumi un citi faktori var izraisīt sakausējuma elementu sadalījumu nevienmērīgi plašā apgabalā. Piemēram, lielos lietojumos var būt būtiskas atšķirības ķīmiskajā sastāvā starp apakšējo un augšdaļu, kas var izraisīt materiālo īpašību izmaiņas dažādās sadaļās, radot izaicinājumus turpmākai apstrādei un lietošanai.
Metālu kausēšanas un liešanas laikā notiek ne tikai kompozīcijas un mikrostruktūras pārtraukumi, bet arī nākamie aukstā un karstā darba un termiskās apstrādes procesu laikā: • Auksta darba sacietēšana: aukstā darba laikā metāla graudi deformējas, palielinot dislokācijas blīvumu, kā rezultātā rodas lielāks stiprums un cietība, vienlaikus samazinot melno melno un izturību. Šīs veiktspējas izmaiņas ir pārtrauktas starp apstrādātajām un nepārstrādātajām vietām, ietekmējot turpmāko apstrādi un lietošanu. • Nevienmērīga termiskā apstrāde: ja termiskās apstrādes laikā metāla materiālus apsilda vai atdzesē nevienmērīgi, tas var izraisīt nekonsekventas mikrostrukturālās pārvērtības dažādās materiāla daļās, kā rezultātā rodas veiktspējas variācijas. Piemēram, rūdīšanas laikā daļas dzesēšanas ātrums un daļas dzesēšanas ātrums var atšķirties, izraisot augstu virsmas cietību un zemu serdes cietību, radot veiktspējas pārtraukumu.
