Metāla noguruma lūzums, tāpat kā citi metāla lūzumu veidi, satur bagātīgu informāciju par lūzuma procesu. Tas sniedz norādes par to, kur lūzums radās, kā tas izplatījās un kā tas galu galā notika. Lūzuma virsmas morfoloģiju ietekmē tādi faktori kā materiāla īpašības, stresa apstākļi, stresa līmeņi un vides faktori. Tāpēc noguruma lūzumu analīze ir viena no galvenajām metodēm noguruma mazspējas pētīšanai.
Tipisks noguruma lūzums parasti sastāv no trim reģioniem: noguruma sākuma, noguruma izplatīšanās zonas un galīgā lūzuma zonas. Skatīt 1. attēlu.
1. attēls
Noguruma izcelsme
Noguruma izcelsme ir vieta, kur sākas noguruma plaisa. Tas bieži atrodas komponenta vājajās vietās, piemēram, virsmas skrāpējumos, mehāniskos bojājumos, korozijas bedrēs, pēkšņu šķērsgriezuma izmaiņu zonās vai iekšējos metalurģiskos defektos, piemēram, plaisās, trauslos ieslēgumos, segregācijā, porainībā utt.
Uz noguruma lūzuma virsmas var būt viena vai vairākas noguruma izcelsmes vietas. Piemēram, atkārtotas lieces gadījumā var būt divi lieces noguruma cēloņi, vai korozīvā vidē korozijas nogurums var izraisīt vairākas izcelsmes.
Jo augstāks ir sprieguma koncentrācijas koeficients vai mainīgā sprieguma līmenis, jo lielāks ir noguruma izcelsmju skaits uz lūzuma virsmas. 2. attēlā parādīts vairāku izcelsmju noguruma lūzums.
2. attēls
Noguruma plaisu izplatīšanās zona
Šī zona ir subkritiskā plaisu izplatīšanās zona, un tas ir vissarežģītākais un ar informāciju bagātākais lūzuma virsmas reģions. Šīs zonas īpašības ir būtiskas, lai noteiktu, vai lūzums ir noguruma rezultāts. Visizplatītākā iezīme ir "pludmales pēdas", kas redzamas zemā palielinājumā, un noguruma svītras (pazīstamas arī kā noguruma izplatīšanās zīmes), kas ir redzamas lielā palielinājumā. Tomēr dažām lūzumu virsmām var nebūt šo īpašību, un to vietā var būt gludas, pulētas, keramikai līdzīgas īpašības, ekstrūzijas deformācijas pazīmes vai riepai līdzīgi nospiedumi. Noguruma izplatīšanās svītras var redzēt 3. attēlā.
3. attēls
3.Galīgā lūzuma zona
Šajā reģionā plaisa strauji, nestabili izplatās. Metastabilu plaisu augšanas stadijā noguruma plaisa pakāpeniski izplešas ar katru sprieguma ciklu, bet augšanas ātrums ir salīdzinoši lēns un seko konsekventākam, paredzamam modelim. Tomēr, tiklīdz plaisa sasniegs kritisko izmēru, tā strauji paātrināsies, izraisot galīgo lūzumu. Šī zona iezīmē pāreju no stabilas plaisas augšanas uz strauju lūzumu.
Turpinot palielināties plaisas garumam, kad tas sasniedz kritisko izmēru c, sprieguma koncentrācija plaisas galā kļūst pietiekami liela, lai pārsniegtu materiāla lūzuma izturību. Šajā brīdī plaisa kļūst nestabila un ātri izplatās. Neskartā daļa plaisas priekšpusē saplīst gandrīz acumirklī.
Lūzuma virsma pēdējā lūzuma zonā ir salīdzinoši raupja, un, tā kā tā ir pēdējais lūzuma punkts, tai bieži ir gaišāka krāsa. Lūzums šajā zonā būtībā ir līdzīgs statiskās slodzes lūzumam. Trausliem materiāliem mikrostruktūrai parasti ir šķelšanās pazīmes, savukārt kaļamiem materiāliem mikrostruktūrai ir iedobtas lūzuma īpašības.
Pēdējā lūzuma zona bieži atrodas pusē, kas ir pretēja noguruma izcelsmei. Tomēr, ja materiāls tiek pakļauts rotācijas liecei, galīgās lūzuma zonas pozīcija tiks nobīdīta par noteiktu leņķi pretējā griešanās virzienā.