La discontinuité des matériaux métalliques fait référence à la non-uniformité et aux changements brusques de leur structure interne, de leur composition ou de leurs propriétés. Dans les cas d'analyse de défaillance, on constate que de nombreuses défaillances sont causées par la discontinuité des matériaux. La discontinuité des structures se reflète principalement dans deux aspects : les défauts internes et la non-uniformité de l'organisation :
Défauts internes :

Porosité. Pendant les processus de fusion et de coulée des métaux, les gaz qui ne parviennent pas à s'échapper à temps forment des cavités à l'intérieur du métal. Ces porosités perturbent la continuité du métal, réduisant sa surface portante effective et entraînant une diminution de la résistance et de la ténacité. Les joints soudés contiennent souvent divers degrés et quantités de porosité.

Retrait et retrait : les trous formés dans la pièce coulée en raison de la contraction du volume du métal pendant le processus de solidification. Généralement concentré dans la dernière partie solidifiée de la pièce coulée, il rendra la structure métallique discontinue et réduira les propriétés mécaniques et les propriétés de traitement de la pièce coulée.

Fissures : Les fissures sont des fissures qui se forment dans les métaux pendant le traitement ou l'utilisation en raison de la concentration de contraintes, de la fatigue, de la fragilité et d'autres facteurs. Ces fissures sont de graves défauts de discontinuité qui peuvent agir comme des sources de concentration de contraintes, provoquant la rupture des matériaux métalliques sous des contraintes bien inférieures à leurs limites de résistance ultime, réduisant considérablement la fiabilité et la durée de vie du matériau.
Organisation et taille des grains hétérogènes : les matériaux métalliques sont composés de nombreux grains. Si la taille des grains varie considérablement, le degré de déformation des grains de différentes tailles est différent sous la force, et la concentration de contraintes est facile à se produire aux joints de grains, entraînant une discontinuité des propriétés mécaniques des matériaux.

• Composition de phase hétérogène : Les matériaux métalliques peuvent contenir plusieurs phases, telles que la ferrite, la cémentite et la perlite dans les alliages fer-carbone. Ces phases ont des propriétés différentes, et l'arrangement atomique à leurs interfaces est discontinu. Lorsque le matériau est soumis à une force ou à de la chaleur, ces interfaces peuvent devenir des points faibles, affectant les performances globales du matériau. • Particules ou phases de seconde phase : Les secondes phases de matières étrangères proviennent principalement du processus de solidification de la fusion des métaux. Par exemple, les inclusions de sulfure allongées peuvent fragmenter la structure de la matrice, réduisant considérablement les propriétés latérales du matériau.

La discontinuité des composants est principalement due à la ségrégation : pendant la solidification des métaux, des vitesses de refroidissement inégales et d'autres facteurs peuvent entraîner une répartition inégale des éléments d'alliage sur une large zone. Par exemple, dans les gros lingots, il peut y avoir des différences significatives de composition chimique entre le fond et le sommet, ce qui peut entraîner des variations des propriétés des matériaux dans différentes sections, posant des défis pour le traitement et l'utilisation ultérieurs.

Non seulement des discontinuités de composition et de microstructure se produisent pendant la fusion et la coulée des métaux, mais elles apparaissent également lors des processus ultérieurs de travail à froid et à chaud et de traitement thermique : • Durcissement par écrouissage à froid : Pendant le travail à froid, les grains de métal se déforment, augmentant la densité de dislocation, ce qui entraîne une résistance et une dureté plus élevées tout en réduisant la ductilité et la ténacité. Ce changement de performance est discontinu entre les zones traitées et non traitées, affectant le traitement et l'utilisation ultérieurs. • Traitement thermique inégal : Si les matériaux métalliques sont chauffés ou refroidis de manière inégale pendant le traitement thermique, cela peut entraîner des transformations microstructurales incohérentes dans différentes parties du matériau, entraînant des variations de performance. Par exemple, pendant la trempe, la vitesse de refroidissement de la surface et du cœur d'une pièce peut différer, entraînant une dureté de surface élevée et une faible dureté du cœur, créant une discontinuité de performance.