断口分析3延性断裂

第三章延性断裂金属断口分析延性断裂：金属材料在过载负荷的作用下，局部发生明显的宏观塑性变形后断裂。在工程构件中材料的延性断裂反映为过载断裂，即零件所承受的真实应力超过了危险截面处材料的强度所发生的断裂。过载的原因：设计失误、工艺失误、使用不当。金属断口分析金属断口分析第一节韧窝断口的宏观形貌特征韧窝—微孔聚集型断裂：外力作用（拉伸、剪切、冲击等）→滑移位错堆积等因素→微孔→微孔长大、聚集→断裂金属断口分析韧断宏观特征：纤维区：a.表面颜色灰暗，无金属光泽b.粗糙不平c.无数纤维状小峰组成，小峰的小斜面和拉伸轴线大约成45度角放射区剪切唇:和拉伸轴线大约成45度角注意：塑性较高材料的冲击断口一般具有两个纤维区（图3-3）第二节韧窝断口的微观形貌特征韧窝断口的微观形貌特征：大小不等的圆形或椭圆形的凹坑（即韧窝）。韧窝内一般可看到夹杂物或者第二相粒子。注意：并非每个韧窝都包含一个夹杂物或粒子，为什么？韧窝的形状等轴韧窝剪切韧窝撕裂韧窝卵形韧窝金属断口分析韧窝的形状取决于应力状态等轴韧窝：图3-5拉伸正应力圆形微坑均匀分布于断口表面显微洞孔沿空间三维方向均匀长大剪切韧窝：图3-6剪切应力抛物线形状显微洞孔沿剪切方向上被拉长、剪切韧窝在两个相互匹配的断口表面的方向相反剪切韧窝通常出现的位置：拉伸、冲击断口的剪切唇部位撕裂韧窝：图3-7撕裂应力（力矩）抛物线形状剪切韧窝与撕裂韧窝微观形状无区别，怎么区分？对材料断口的两个表面进行作对比研究：韧窝凸向一致为撕裂韧窝；反之为剪切韧窝卵形韧窝：图3-8大韧窝在长大过程中与小韧窝交截的结果金属断口分析金属断口分析金属断口分析第三节韧窝裂纹的萌生扩展及韧窝形成的微观机理韧窝裂纹的萌生与扩展（以拉伸正应力为例）韧窝裂纹的萌生应力超过材料的屈服强度→发生塑性变形→变形部位产生三向应力状态→在沉淀相、夹杂物与金属界面处分离产生微孔，或夹杂物本身破碎形成裂纹，或滑移位错塞积产生孔洞韧窝裂纹的扩展内颈缩扩展：质点大小、分布均匀，韧窝在多处形核（裂纹萌生），随变形增加，微孔壁变薄，以撕裂方式连接剪切扩展：材料中具有较多夹杂物，同时具有细小析出相时，微孔之间可能以剪切方式相连接。注意：内颈缩扩展与剪切扩展在同一韧窝断口上可能同时发生。韧窝形成的微观机理（以D.Broek模型为例）金属断口分析