一文看懂!金属断口断裂模式及形貌细节韧窝裂纹

解理断裂: 观察到解理台阶、河流花样。河流花样的流向指示局部裂纹扩展方向,其“源头”指向裂纹起始点。解理面通常较为平坦、光亮。

沿晶断裂: 清晰地显示晶界轮廓,断口呈现“冰糖状”或岩石状形貌。能观察到晶界上的第二相粒子、腐蚀产物或贫化区等细节。

疲劳断裂: 最关键的特征是疲劳辉纹。SEM(尤其在高倍下)是观察疲劳辉纹的主要工具。辉纹的清晰度、间距(与应力幅相关)、是否存在二次裂纹等对判断疲劳载荷历史和断裂机制至关重要。还可观察到疲劳源区、扩展区和瞬断区。

断口形貌细节:

韧窝: 如前所述,观察其形貌、尺寸、分布以及与第二相粒子的关系(韧窝中心常有夹杂物或第二相粒子)。

解理台阶与河流花样: 观察其形态、汇聚方向(指向局部裂纹源)。

疲劳辉纹: 观察其形态(延性/脆性)、连续性、间距变化。

微观结构特征:

晶粒大小与形状: 在沿晶断裂时尤为明显,可直接观察到晶粒的轮廓和大小。

晶界特征: 观察晶界上是否有析出相、夹杂物、孔洞或腐蚀痕迹。

相分布: 不同相在断裂过程中可能表现出不同的行为(如优先断裂、发生塑性变形、阻碍裂纹扩展),在断口形貌上可体现出来。

断裂源定位:

通过低倍观察寻找放射状条纹或人字纹的收敛点、海滩标记的源区(疲劳)、纤维区的中心(韧性断裂)或缺陷/应力集中点(如夹杂物、孔洞、加工刀痕、腐蚀坑等)。SEM的高景深使得在粗糙断面上追踪这些宏观特征指向的微观源区成为可能。

裂纹扩展方向判断:

根据河流花样的流向(指向扩展方向)、疲劳辉纹的曲率(凸面指向扩展方向)、放射状条纹的指向(背离源区)、韧窝的变形和拉长方向(指向扩展方向)等微观特征,判断裂纹在微观局部的扩展方向。

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0.分享|疲劳断裂判断方法疲劳断裂的定义: 材料在受到低于断裂强度的交变应力作用下,发生的脆性断裂,称之为疲劳,常可见疲劳条带(或称疲劳辉纹)的典型特征。 对于疲劳源区而言,最简单的是收敛类源区: 源区附近呈放射性,其收敛位置即为源区。 源区附近呈弧线式,其圆心位置即为源区。 这类源区附近的断面一般较为平坦,之后断面的起伏度和粗糙度均会增大。收敛类jvzq<84yyy4fexwt0qxh0ls1fjZKFJTJCPM0hqou1lotj~~kpippp44249.2?2491799A580jznn
1.经典金属疲劳裂纹扩展至断裂机理讲解(专业级)并不是所有工程材料在发生疲劳时,进入第II阶段都会产生疲劳辉纹。疲劳辉纹在纯金属和一些韧性较好的合金中出现,例如铸态的铝合金。在钢铁里面,常常在冷作硬化的钢中发现这种特征。图2给出了一种在无间隙原子的钢中和铝合金中的例子。在韧性金属断口上产生的疲劳辉的机理是:裂纹尖端连续钝化和再锐化图3所示。 Fig. 3 — Laird′s pjvzq<84yyy4fexwt0qxh0ls1pg}t1rsfwuzs{8723932367313<87:60jvsm
2.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<84yyy4dcrqkcqjbvj3eqo5og€x1ueofplj14286/:5/5252;?9:50nuou