Modo de falla

Los diferentes modos de falla de un material son determinados mediante los distintos tipos de carga.

La falla puede ser activada mediante cargas operativas mecánicas, térmicas, químicas y tribológicas que actúan de manera individual o como cargas complejas en el componente y causan esfuerzos reactivos. Una falla es influenciada por la progresión del esfuerzo y por el material.

Los modos clave de falla incluyen:

Fatiga del material, por ejemplo, mediante cargas mecánicas alternantes (esfuerzo dinámico), temperaturas, radiación o por la acción de medios corrosivos

Cargas debido principalmente a esfuerzos internos multiaxiales los cuales son sobrepuestos a las cargas externas

Esfuerzo mecánico precedido por flujo plástico, por ejemplo, después de exceder la capacidad de carga máxima o una ruptura debido a inestabilidad (pandeo)

El esfuerzo por vibración con deformación cíclica, el cual puede conducir al microdeslizamiento y agrietamiento submicroscópico en muestras suaves y con muescas en el rango de fatiga de altos ciclos, principalmente cerca de la superficie, y por en última instancia puede conducir al agrietamiento técnico

Los esfuerzos complejos, por ejemplo, a temperaturas altas o en medios corrosivos, los cuales cambian la tenacidad del material con el tiempo o destruyen su microestructura

Desgaste

Versagensart

Die unterschiedlichen Versagensarten eines Werkstoffes werden von den verschiedenen Belastungsarten bestimmt.

Versagen kann durch mechanische, thermische, chemische und tribologische Betriebsbelastungen ausgelöst werden, die einzeln oder komplex auf das Bauteil wirken und als Reaktion Beanspruchungen verursachen. Ein Versagen wird vom Verlauf der Beanspruchung und vom Werkstoff beeinflusst.

Zu den wesentlichen Versagensarten gehören:

• Materialermüdung, beispielsweise durch wechselnde mechanische Belastungen (Schwingfestigkeit), Temperaturen, Strahlung oder durch Einwirkung korrosiver Medien
• Belastung durch meist mehrachsige Eigenspannungen, die sich mit äußeren Belastungen überlagern
• Mechanische Beanspruchung mit vorausgehendem plastischen Fließen, beispielsweise nach Überschreiten der maximalen Traglast oder Bruch durch Instabilität (Knicken)
• Schwingbeanspruchung mit zyklischer Verformung, die im Zeitfestigkeitsbereich bei glatten und gekerbten Proben zu Mikrogleitungen und submikroskopischen Anrissen vor allem im oberflächennahen Bereich und schließlich zum technischen Anriss führen können
• Komplexe Beanspruchungen etwa bei hohen Temperaturen oder in Korrosionsmedien, die die Zähigkeit des Werkstoffs im zeitlichen Verlauf verändern oder sein Gefüge zerstören
• Verschleiß

失效模式

材料的不同失效模式取决于不同的载荷类型。

机械学、热学、化学或摩擦学产生的载荷单独或联合作用于构件并引起材料产生反抗应力，都可能导致失效。应力的发展和材料特性都会影响构件的失效。

重要的失效模式包括：

材料疲劳，例如由于交替的机械载荷（动态强度）、温度、辐射或腐蚀性介质的作用

过载，由于多轴内应力与外部载荷的叠加作用

机械应力下的塑性流动，例如超过最大承载能力或失稳断裂（弯折）

振动应力下的周期性形变，可能在高周疲劳范围内导致光滑和缺口试样上产生微观滑移和亚微观裂纹，首先出现在表面附近并最终可能导致开裂

复杂应力，例如在高温或腐蚀性介质中，随着时间的推移改变了材料的韧性或破坏了其微观结构

磨损