Mikrorepedések

Mikrorepedések apró repedések, amelyek a különböző anyagokban kezdeti károsodásként jelenhetnek meg. Méretük tipikusan mikro- vagy alacsonymikrométeres tartományba esik, gyakran néhány mikrométertől néhány tized milliméterig terjed. A mikroszkopikus léptékű repedések a hosszú távú teljesítményt befolyásolják, és növekedés esetén makroszkopikus repedéseket okozhatnak.

Mikrorepedések kialakulását jellemzően helyi feszültségkoncentrációk és külső terhelés váltják ki. Fáradási (ciklikus) terhelés, termikus ciklusok, korrózió és hidrogénrideghatás is hozzájárulhat a kezdeti repedés megjelenéséhez. A kezdeti repedések gyakran felületi hibákból, inclusiókból vagy szemcsés határból indulnak ki.

Az anyagtípusok széles skálájában megfigyelhetők mikrorepedések: fémekben, kerámiákban, polimerekben és kompozitokban egyaránt. A kezdet gyakran a felületen vagy a szemcsehatárok közelében található, ahol a feszültségkoncentráció magas.

Kimutatásuk és jellemzésük nem romboló (nem destruktív) módszerekkel történik. Használnak optikai mikroszkópiát, szkennelt elektronmikroszkópiát (SEM), transzmissziós elektronmikroszkópiát (TEM), ultrahangos vizsgálatot, röntgen tomográfiát és tintás (penetrációs) vizsgálatokat.

Fontos szerepük van a szerkezet élettartamában: a mikrorepedések növekedése és összeérésével végül makroszkopikus repedés alakulhat ki, amely a szerkezeti integritást érinti és a kudarc kockázatát növeli. A fáradási élettartam tervezésénél figyelembe veszik a repedésnövekedést és a kritikus repedésméretet.

Megelőzésükre és a károsodás mérséklésére szolgáló stratégiák közé tartozik a felületgyorsítás vagy felületkezelés, compressive residual stress létrehozása (például peening), megfelelő anyagválasztás és tervezés, környezeti körülmények optimalizálása, valamint rendszeres ellenőrzés a hosszabb élettartam érdekében.