金属断口分析

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1、名词解释延性断裂：金属材料在过载负荷的作川下，局部发生明显的宏观塑性变形后断裂。蠕变：金属长时间在恒应力，恒温作用下，慢慢产牛塑性变形的现象。准解理断裂：断口形态与解理断口相似，但具有较人塑性变形（变形量人于解理断裂、小于延性断裂）是一种脆性穿晶断口沿晶断裂：裂纹沿着晶界扩展的方式发生的断裂。解理断裂：在正应力作用下沿解理血发牛的穿品脆断。应力腐蚀断裂：拉应力和腐蚀介质联合作川的低应力脆断疲劳辉纹：显微观察疲劳断口时，断口上细小的，相互平行的具有规则间距的，与裂纹扩展方向垂直的显微条纹。正断：断面収向与最大正应力相垂直（解理断裂、平面

2、应变条件下的断裂）韧性：材料从变形到断裂过程中吸收能量的大小，是材料强度和塑性的综合反映。冲击韧性：冲击过程中材料吸收的功除以断的而积。位向腐蚀坑技术：利用材料腐蚀后的几何形状与晶面指数之间的关系研究晶体取向，分析断裂机理或断裂过程。河流花样：解理台阶及局部塑性变形形成的撕裂脊线所组成的条纹。其形状类似地图上的河流。断口萃取复型：利川AC纸将断口上夹杂物或第二相质点萃取卜-來做电子衍射分析确定这些质点的晶体结构。氢脆：金属材料由于受到含氢气飙的作用而引起的低应力脆断。卵形韧窝：大韧窝在长大过程中少小韧窝交截产生的。等轴韧窝：拉伸正应力

3、作用下形成的圆形微坑。均匀分布于断口表面，显微洞孔沿空间三维方向均匀长人。第一早断裂的分类及特点1•根据宏观现象分：脆性断裂和延伸断裂。脆性断裂裂纹源：材料表面、内部的缺陷、微裂纹；断口：平齐、与正应力相垂直，人字纹或放射花纹。延性断裂裂纹源：孔穴的形成和合并;断口：三区，无光泽的纤维状，剪切面断裂、与拉伸轴线成45°.2•根据断裂扩展途分：穿晶断裂与沿晶断裂。穿品断裂：裂纹穿过品粒内部、可能为脆性断裂也可能是延性断裂；沿晶断裂：裂纹沿着晶界扩展，多属脆断。应力腐蚀断口，氢脆断口。3根据微观断裂的机制上分：韧窝、解理（及准解理）、沿晶

4、和疲劳断裂4根据断面的宏观取向与最大正应力的交角分：正断、切断正断：断面取向少最大正应力和垂直（解理断裂、平面应变条件下的断裂）切断：断面取向与最大切应力相一•致，与最大应力成45。交角（平面应力条件下的撕裂）根据裂纹尖端应力分布的不同，主要可分为三类裂纹变形：裂纹张开型、边缘滑开型（正向滑开型）、侧向滑开型（撒开型）裂纹尺寸与断裂强度的关系K]c=（tcYKic：材料的断裂韧性，反映材料抗脆性断裂的物理常量（不同于应力强度因子，与K准则相似）:断裂应力（剩余强度）a:裂纹深度（长度）Y：形状系数（与试样几何形状、载荷条件、裂纹位置冇

5、关）脆性材料K准则：KI是曲载荷及裂纹体的形状和尺寸决定的量，是表征裂纹尖端应力场强度的计算量；KIC是材料同有的机械性能参量，是表示材料抵抗脆断能力的试验量K[=（JC-—Klc第二章裂纹源位置的判别方法：T型法（脆断判别主裂纹），分差法（脆断判别主裂纹），变形法（韧断判别主裂纹），氧化法（环境断裂判别主裂纹），贝纹线法（适用于疲劳断裂判别主裂纹）。断口的试样制备：截取，清洗，保存。断口分析技术设备：1.宏观断口分析技术（用肉眼，放人镜，低倍率光学显微镜观察分析）2.光学显微断口分析（扫描电了显微镜光学显微镜，透射电子显微镜），3.

6、电镜断口分析。第三章延性断裂：1.特点：材料断裂前发生明显的塑性变形，也可以说塑性变形是韧断的前奏，而韧断是人量塑性变形的结果。2.过程：显微空洞形成，扩展，连接，断裂。3.类型：韧窝■微孔聚集型断裂、滑移分离断裂。韧窝断口的宏观和微观形貌特征：1宏观形貌特征（1）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（2）放射区（3）剪切唇:和拉伸轴线人约成45度角注意：塑性较高材料的冲击断口一般具冇两个纤维区2微观形貌特征：大小不等的圆形或椭圆形的I叫坑（即韧窝）。韧窝内一般可

7、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了韧窝的形状等轴韧窝（拉伸正应力，圆形微坑，均匀分布于断口表面）剪切韧窝（剪切应力，抛物线形状，通常出现的位置：拉伸、冲击断口的剪切唇部位）撕裂韧窝（撕裂应力，抛物线形状）卵形韧窝（卵形）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Z为剪切韧窝韧窝裂纹的萌生与扩展（以拉伸正应力为例）1•韧窝裂纹的萌生应力超过材料的屈服强度f发牛塑性变形f变形部位产牛三向应力状态f在沉淀相、夹杂物与金属界面处分离产生微孔，或夹杂

8、物木身破碎形成裂纹，或滑移位错塞积产生孔洞2.韧窝裂纹的扩展（1）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（2）剪切扩展：材料屮具有较多夹杂物，同时具有细小析岀相