裂纹与断口分析

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,裂纹与断口分析,5.1,裂纹与断口,裂纹：金属的局部破裂称为裂纹。裂纹是完整金属在应力的作用下，某些薄弱部位破裂而形成的一种不稳定缺陷。,断口：机械零件断裂处的自然表面即裂纹扫过的面积叫断口。,宏观断口分析：,用肉眼或放大镜分析断口,;,微观断口分析：,采用扫描电镜或电子显微镜分析断口,;,5.2,裂纹分析,实际零件中所存在的裂纹分为两类，一类是零件在各种加工过程中产生的工艺裂纹，另外一类是零件在使用过程中产生的使用裂纹。,各种裂纹的分析与鉴别,各种裂纹形成原因与形态特征,主裂纹与裂纹源区,裂纹通常起源于零件的应力集中处，或材料缺陷处。由零件应力集中引起的裂纹一般起源于较深的刀痕，刮伤，圆角和台阶处。由材料缺陷引起的裂纹一般起源于材料的折叠，拉痕，偏析等缺陷处。,实际零件上的裂纹常常有好多条，并且在扩展时会出现分枝，通常主裂纹较二次裂纹宽而长，裂纹源区一定在主裂纹上，通常在二次裂纹扩展的反方向上，如下图。,主裂纹与裂纹源区,如果零件上有一条裂纹与另一条裂纹相遇或垂直的情况，因为在同一零件上，后来产生的裂纹是不可能穿越原有裂纹而扩展的，所以这条裂纹是晚生的。如下图。这就是所谓的,T,型法则。根据这一法则确定哪一条裂纹为主裂纹。裂纹源只能在主裂纹上，根据源区的裂纹常较宽，较深的特点来判断源区位置。,裂纹的鉴别,以锻轧裂纹为例。,锻轧裂纹如为表面裂纹，通常呈直线形，网状和混合型，有时分叉成,Y,型，形状不规则，长度不大，两端尖锐，垂直于短剑表面向内部深入，有的锻造裂纹呈裂口状。,断口分析,静载荷下光滑圆试样的拉伸断口宏观形貌示意图,缺口圆试样拉伸断口示意图,V,缺口试样断口,示意图,冲击断口,疲劳断口,疲劳断口分为三个区域,疲劳核心区,疲劳裂纹扩展区,瞬时断裂区,疲劳断口,弯曲疲劳断口的各种形态,微观断口分析,解理断裂,解理断裂时低温脆性材料如低碳钢在低温下的典型断裂形式。解理面上的微观特征,是解理台阶，以及由节理台阶汇合成的河流花样。另一特征为舌状花样。,河流花样,舌状花样,解理断口形貌,准解理断口微观特征,1,，准解理小断面比回火马氏体的尺寸大得多，相当于淬火前原奥氏体晶粒尺寸。,2,，与解理裂纹的路径相比，准解磷裂纹的扩展路径不连续，常常在局部地方形成裂纹并局部扩展。,3,，准解理裂纹源常在准解理小断面内部，而解理裂纹源则在与解理面相交的边界上。,4,，准解理小断面有许多撕裂棱。,准解理断口形貌,延性断口的微观特征,延性断口是在断裂过程中局部高度塑性变形遗留下的断裂痕迹。延性断口分为两类，一是滑断或纯剪切断口，另一类是微孔聚集型断口。,以微孔聚集型断裂为例，典型形貌是端口上有大量韧窝。,沿晶断口的微观特征,沿晶断裂又称晶间断裂，是多晶体材料中裂纹沿晶界面扩展的一种断裂形式。分为脆性沿晶断裂和塑性沿晶断裂。,以沿晶脆断为例。,沿晶脆断,疲劳断口微观特征,1,，疲劳断片,2,，疲劳辉纹：跟宏观疲劳断口上的贝纹线不同。,氢脆微观断口特征,断口微观形貌分析,断口微观形貌分析,断口分析总结,