典型的金属断口形貌

根据金属材料断裂前所产生的宏观塑性变形量的大小,断裂可分为韧性断裂和脆性断裂两大类。

韧性断裂

韧性断裂是指断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂,这是材料所受应力超过其抗拉强度时发生的。这种断裂是一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中需要不断地消耗能量,断裂面一般平行于最大切应力并与主应力大约成 45°角。用肉眼或放大镜观察时,断口呈纤维状,灰暗色。纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩张和相互连接造成的,而灰暗色则是纤维断口表面对光反射能力很弱所致。由于韧性断裂前发生明显的塑性变形,它将预先引起人们注意,因此一般不会造成严重事故。图1所示为某枪管典型韧性断裂的实物照片。

图1 某枪管典型韧性断裂的实物照片

脆性断裂

脆性断裂是一种突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。图2所示为某机关枪管脆性断裂的实物断口照片。历史上曾发生过大量脆性断裂事故,如美国油船脆性断裂沉没、澳大利亚大铁桥断毁、法国核电站压力容器和英国核电站大型锅炉爆炸等,都是由脆性断裂而造成的严重事故。

脆性断裂一般具有如下特点:

1)脆性断裂是一种突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆。

2)脆性断裂时承受的工作应力很低,一般低于材料的屈服强度。

3)脆性断裂的裂纹源总是从内部的宏观缺陷处开始的。

4)温度降低,脆性断裂倾向增加。匀脆性断裂的断口平齐而光亮,且与正应力垂直,断口上常呈人字纹或放射花样,如图3所示

图2 某机关枪管脆性断裂的断口照片

图3 放射花样的脆性断口

通常脆性断裂前也发生微量塑性变形,一般规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于5%则为脆性断口,这种材料称为脆性材料;反之为延性材料。由此可见,材料的韧性与脆性是根据一定条件下的塑性变形量来确定的。条件改变,材料的韧脆断裂行为也会改变。

金属材料的断裂分类及其主要特征

宏观特征

金属的断裂有脆性断裂和韧性断裂。如果断裂发生后,断面颈缩明显,就是韧性断裂,反之就是脆性断裂。图1为韧性断裂,图2为脆性断裂。

图1

图2

微观特征

微观形貌,有沿晶特征,解理特征和韧窝特征。前两种属脆性断口,后一种属韧性断口。

沿晶断口是由于晶界结合力比较弱,在外力作用下沿晶界发生分离。解理断口是沿特定的晶面分离。体心立方晶系一般沿{100}面解理,有时也沿{110}、 {112}、 {111}等晶面解理。密排六方晶体一般沿{0001}发生解理。面心立法滑移系较多,一般不发生解理断裂。韧窝断口则是由位错滑移导致的撕裂。

图3

图4

图5

还有一种疲劳断口,也是属于低应力脆断。在扫描电镜下较高倍数观察,可见疲劳辉纹,见图6。

图6

根据断口特征可以推知材料断裂性质,从而判断断裂原因,因此断口学在失效分析中具有重要意义。

THE END
0.韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、准解理断裂韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、准解理断裂、沿晶断裂…都是怎么区分的呢?实际中,根据金属材料在断裂前是否发生明显的宏观塑性变形(伸长和缩颈),即断面收缩率是否大于5%,可以将金属断口分为韧性(延性)断口和脆性(解理)断口两个大类。其他也根据实际断口分为准解离断裂、疲劳断裂。 jvzq<84yyy4fexwt0qxh0ls1pg}t1|hkgpif1;547/71/<513;<5:<3jvor
1.金属零部件断口分析理化性能检测包括断口附近的残留塑性变形特征,如:缩颈量的多少、表面的凹凸程度,有无剪切唇等;断口的光泽和颜色:各区域的颜色及亮、暗程度,氧化腐蚀产物的颜色;断口的形貌特征花样:如纤维状、结品状、发光小平面、放射线、弧形线等;特征区的位置、分布、面积;材料内部缺陷的痕迹等。 jvzquC41iwgoiƒmqw0726?<0eqs0kwkq13>64=6890nuo
2.断口形貌分析第三方断口形貌分析机构青岛金属检测机构断裂是金属材料在不同情况下当局部破断发展到临界裂纹尺寸,剩余界面不能承受外界载荷时发生的完全破断现象。由于金属材料中的裂纹扩展方向总是遵循最小阻力路线,因此断口一 断口形貌分析 通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题:如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展jvzquC41yy}/sm~kpizf0lto1vktvrsi1loouqz170nuou
3.金属断面形貌特征分析金属断面相貌分析类别:韧性断口、脆性断口、韧-脆混合断口、疲劳断裂、腐蚀断裂、热断裂等。 金属断面常见形貌特征分析:金属断面颜色、金属断面收缩率、金属断面形状、晶粒形貌特征分析、晶界特征分析、缺陷特征分析、氧化物特征分析、表面粗糙度特征分析、显微组织特征分析、晶粒尺寸特征分析、晶粒定向特征分析等。 jvzquC41yy}/ds~vguz/exr1dl0eukz1lydn87;284ivvq
4.断口金相分析螺栓断口分析SEM断面形貌分析断口金相分析 螺栓断口分析 SEM断面形貌分析 断口分析是用于分析材料断裂面的失效分析方法。研究断裂面的特性可以帮助确定工程产品的故障原因。不同的故障模式会在表面上产生特征,从而可以进行分析以确定故障的根本原因。 扫描电子显微镜可以检查断裂面的细节。揭示了特定故障的细微特征。例如,裂纹增长的一些原因,包括疲劳,jvzquC41o0726?<0eqs0r{tfwez0f<5662>:87mvo
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