裂纹与断口分析

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