La discontinuïtat dels materials metàl·lics fa referència a la no uniformitat i als canvis bruscos en la seva estructura, composició o propietats internes. En els casos d’anàlisi de fallades, es troba que molts fracassos són causats per la discontinuïtat dels materials. La discontinuïtat de les estructures es reflecteix principalment en dos aspectes: els defectes interns i la no uniformitat de l’organització:
Defectes interns:
Porositat. Durant els processos de fusió i fosa de metall, els gasos que no aconsegueixen escapar en el temps formen cavitats dins del metall. Aquestes porositats alteren la continuïtat del metall, reduint la seva zona eficaç de càrrega i provocant una disminució de la força i la duresa. Les articulacions soldades solen contenir diferents graus i quantitats de porositat.
Controlar i contracció: els forats formats a la fosa a causa de la contracció del volum del metall durant el procés de solidificació. Normalment concentrat a la darrera part solidificada de la colada, farà que l'estructura del metall sigui discontinu i reduirà les propietats mecàniques i les propietats de processament de la colada.
Les esquerdes: les esquerdes són esquerdes que es formen en metalls durant el processament o l’ús a causa de la concentració d’estrès, fatiga, britoritat i altres factors. Aquestes esquerdes són defectes greus de discontinuïtat que poden actuar com a fonts de concentració d’estrès, provocant que els materials metàl·lics es fracturin sota tensions molt inferiors als seus límits de força últims, reduint significativament la fiabilitat i la vida útil del material.
Organització inhomogènia i mida de gra: els materials metàl·lics estan compostos per molts grans. Si la mida dels grans varia molt, el grau de deformació de diferents mides dels grans és diferent sota la força i la concentració de tensió és fàcil de produir -se als límits del gra, donant lloc a la discontinuïtat de les propietats mecàniques dels materials.
• Composició de fase inhomogènia: els materials metàl·lics poden contenir múltiples fases, com ferrita, cimentita i perlita en aliatges de carboni de ferro. Aquestes fases tenen propietats diferents i la disposició atòmica a les seves interfícies és discontínua. Quan el material està sotmès a força o calor, aquestes interfícies poden convertir -se en punts febles, afectant el rendiment global del material. • Partícules o fases de segona fase: la segona fase de la matèria estrangera s’originen principalment del procés de solidificació de la fosa de metalls. Per exemple, les inclusions de sulfur allargades poden fragmentar l'estructura de la matriu, reduint significativament les propietats laterals del material.
La discontinuïtat dels components es deu principalment a la segregació: durant la solidificació de metalls, les taxes de refrigeració desiguals i altres factors poden fer que es distribueixin desigualment els elements d’aliatge sobre una àmplia àrea. Per exemple, en els grans lingots, pot haver -hi diferències significatives en la composició química entre la part inferior i la part superior, cosa que pot comportar variacions de les propietats de materials a diferents seccions, que suposa reptes per al processament i ús posteriors.
No només es produeixen discontinuïtats en la composició i la microestructura durant la fosa i la colada de metalls, sinó que també es produeixen durant els processos posteriors de treball en fred i calent i de tractament tèrmic: • Retirament del treball en fred: durant el treball en fred, els grans de metall es deformen, l’augment de la densitat de deslocalització, cosa que comporta una major resistència i duresa mentre redueix la ductilitat i la duresa. Aquest canvi de rendiment és discontinu entre les àrees processades i no processades, que afecta el processament i l’ús posteriors. • Tractament tèrmic desigual: si els materials metàl·lics s’escalfen o es refreden de manera desigual durant el tractament tèrmic, pot conduir a transformacions microestructurals incoherents en diferents parts del material, donant lloc a variacions de rendiment. Per exemple, durant el calendari, la velocitat de refrigeració de la superfície i el nucli d’una part pot diferir, donant lloc a una gran duresa superficial i baixa duresa del nucli, creant una discontinuïtat en el rendiment.
