裂紋與斷口分析

1、裂紋與斷口分析5.1裂紋與斷口裂紋：金屬的局部破裂稱為裂紋。裂紋是完整金屬在應(yīng)力的作用下，某些薄弱部位破裂而形成的一種不穩(wěn)定缺陷。斷口：機(jī)械零件斷裂處的自然表面即裂紋掃過的面積叫斷口。宏觀斷口分析：用肉眼或放大鏡分析斷口;微觀斷口分析：采用掃描電鏡或電子顯微鏡分析斷口;5.2裂紋分析實(shí)際零件中所存在的裂紋分為兩類，一類是零件在各種加工過程中產(chǎn)生的工藝裂紋，另外一類是零件在使用過程中產(chǎn)生的使用裂紋。各種裂紋的分析與鑒別各種裂紋形成原因與形態(tài)特征主裂紋與裂紋源區(qū)裂紋通常起源于零件的應(yīng)力集中處，或材料缺陷處。由零件應(yīng)力集中引起的裂紋一般起源于較深的刀痕，刮傷，圓角和臺(tái)階處。由材料缺陷引起的裂紋一般起

2、源于材料的折疊，拉痕，偏析等缺陷處。實(shí)際零件上的裂紋常常有好多條，并且在擴(kuò)展時(shí)會(huì)出現(xiàn)分枝，通常主裂紋較二次裂紋寬而長，裂紋源區(qū)一定在主裂紋上，通常在二次裂紋擴(kuò)展的反方向上，如下圖。主裂紋與裂紋源區(qū)如果零件上有一條裂紋與另一條裂紋相遇或垂直的情況，因?yàn)樵谕涣慵?，后來產(chǎn)生的裂紋是不可能穿越原有裂紋而擴(kuò)展的，所以這條裂紋是晚生的。如下圖。這就是所謂的T型法則。根據(jù)這一法則確定哪一條裂紋為主裂紋。裂紋源只能在主裂紋上，根據(jù)源區(qū)的裂紋常較寬，較深的特點(diǎn)來判斷源區(qū)位置。裂紋的鑒別以鍛軋裂紋為例。鍛軋裂紋如為表面裂紋，通常呈直線形，網(wǎng)狀和混合型，有時(shí)分叉成Y型，形狀不規(guī)則，長度不大，兩端尖銳，垂直于短劍

3、表面向內(nèi)部深入，有的鍛造裂紋呈裂口狀。斷口分析靜載荷下光滑圓試樣的拉伸斷口宏觀形貌示意圖靜載荷下光滑圓試樣的拉伸斷口宏觀形貌示意圖缺口圓試樣拉伸斷口示意圖缺口圓試樣拉伸斷口示意圖V缺口試樣斷口示意圖沖擊斷口疲勞斷口疲勞斷口分為三個(gè)區(qū)域疲勞核心區(qū)疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)瞬時(shí)斷裂區(qū)疲勞斷口彎曲疲勞斷口的各種形態(tài)微觀斷口分析解理斷裂解理斷裂時(shí)低溫脆性材料如低碳鋼在低溫下的典型斷裂形式。解理面上的微觀特征是解理臺(tái)階，以及由節(jié)理臺(tái)階匯合成的河流花樣。另一特征為舌狀花樣。河流花樣舌狀花樣解理斷口形貌準(zhǔn)解理斷口微觀特征1，準(zhǔn)解理小斷面比回火馬氏體的尺寸大得多，相當(dāng)于淬火前原奧氏體晶粒尺寸。2，與解理裂紋的路徑相比，準(zhǔn)解磷裂紋的擴(kuò)展路徑不連續(xù)，常常在局部地方形成裂紋并局部擴(kuò)展。3，準(zhǔn)解理裂紋源常在準(zhǔn)解理小斷面內(nèi)部，而解理裂紋源則在與解理面相交的邊界上。4，準(zhǔn)解理小斷面有許多撕裂棱。準(zhǔn)解理斷口形貌延性斷口的微觀特征延性斷口是在斷裂過程中局部高度塑性變形遺留下的斷裂痕跡。延性斷口分為兩類，一是滑斷或純剪切斷口，另一類是微孔聚集型斷口。以微孔聚集型斷裂為例，典型形貌是端口上有大量韌窩。沿晶斷口的微觀特征沿晶斷裂又稱晶間斷裂，是多晶體材料中裂紋沿晶界面擴(kuò)展的一種斷裂形式。分為脆性沿晶斷裂和塑性沿晶斷裂。以沿晶脆斷為例。沿晶脆斷疲勞斷口微