《金屬力學(xué)性能測試》課件-斷口分析

斷口分析《金屬力學(xué)性能測試》斷口分析工件斷裂失效

疲勞斷口（疲勞紋）氫脆斷口（雞爪條紋）沿晶斷口（冰糖狀形貌）斷口分析是通過現(xiàn)代的宏觀、微觀分析手段，對試樣或零件斷裂后的破壞表面形貌進(jìn)行觀測分析，了解材料斷裂模式及特征，分析其斷裂機(jī)理及與材料性能的關(guān)系。斷口形貌一般分為宏觀斷口與微觀斷口兩類。零件斷裂后的自然表面稱為斷口斷口分析的內(nèi)容斷口的顏色斷口的表面粗糙度斷口的花紋斷口邊緣的特征斷口的位置微觀斷裂形貌與特征斷口分析的內(nèi)容（一）斷口的顏色依據(jù)斷口表面有無氧化色彩可以判斷機(jī)件服役溫度的高低；依據(jù)有無腐蝕產(chǎn)物的特殊色彩可以判斷腐蝕類型和程度；依據(jù)有無冶金夾雜物的特殊色彩可以判斷冶金因素的作用；依據(jù)疲勞斷口各區(qū)光亮程度可以判斷疲勞源的位置。斷口分析的內(nèi)容（二）斷口的表面粗糙度依據(jù)斷口的表面粗糙度可以判斷斷裂機(jī)件的受力大小和定性地評定材料的晶粒大小與裂紋擴(kuò)展速率；依據(jù)斷口。上是否存在反光小刻面及其數(shù)量，可以判斷金屬材料的冶金質(zhì)量、雜質(zhì)相的多少。斷口分析的內(nèi)容（三）斷口的花紋如果宏觀上可見疲勞弧線或微觀上可見疲勞條帶，則為疲勞斷口；依據(jù)在疲勞斷口有無臺階，可判斷交變應(yīng)力的大小；如果有放射狀的撕裂棱或人字紋花樣，則是判斷脆性材料或高速加載的斷裂特征；如果宏觀斷口呈纖維狀或長毛絨狀，則是延性斷裂的特征。斷口分析的內(nèi)容（四）斷口邊緣的特征從斷口邊緣的特征可以判斷疲勞源的位置；從斷口唇邊的情況，可以判斷機(jī)件的應(yīng)力狀態(tài)；唇邊的大小可以判斷材料塑性變形的程度。斷口分析的內(nèi)容（五）斷口的位置根據(jù)斷口在構(gòu)件中的位置，分析受力形式、應(yīng)力集中程度及環(huán)境特征等，進(jìn)而幫助分析斷裂的性質(zhì)和原因。斷口分析的內(nèi)容（六）微觀斷裂形貌與特征例如，韌窩形狀和大小、解理臺階、河流花樣、滑移帶、疲勞條帶數(shù)量和寬度、氧化物性質(zhì)及厚度、夾雜物形狀和尺寸、晶粒尺寸等。斷口分析的內(nèi)容斷口的顏色斷口的表面粗糙度斷口的花紋斷口邊緣的特征斷口的位置微觀斷裂形貌與特征研究和評定下列內(nèi)容：1.確定斷裂類型。脆性斷裂還是延性斷裂；

穿晶斷裂還是沿晶斷裂；

靜載荷斷裂還是交變載荷斷裂；

空氣環(huán)境斷裂還是腐蝕環(huán)境斷裂；

室溫?cái)嗔堰€是高溫環(huán)境斷裂等。2.確定裂紋源位置。3.揭示微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。斷口分析的內(nèi)容清洗斷口保護(hù)好斷口宏觀斷口分析方法微觀斷口分析方法宏觀斷口分析方法宏觀斷口分析是用肉眼、放大鏡、低倍實(shí)體顯微鏡，通過觀察斷口表面的顏色、表面相糙度、宏觀形貌特征和宏觀變形痕跡等，來確定斷裂的性質(zhì)、斷裂源的位置、裂紋擴(kuò)展的過程和方向、受力狀態(tài)和環(huán)境介質(zhì)作用等情況，從而初步分析斷裂的性質(zhì)及原因。使用設(shè)備：低倍照相器(0.5x~20x)和低倍實(shí)體顯微鏡(4x~100x)微觀斷口分析方法微觀分析是在宏觀分析的基礎(chǔ)上，利用其他分析工具觀察分析斷口的微觀形貌，進(jìn)一步探討裂紋形成與擴(kuò)展的過程和產(chǎn)生的原因，揭示材料結(jié)構(gòu)與力學(xué)行為之間的關(guān)系。用于斷口微觀分析的主要分析工具：光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和能譜儀等。蔡司光學(xué)顯微鏡掃描電子顯微鏡透射電子顯微鏡X射線電子能譜儀斷口的保護(hù)存放斷口的最好方法是將斷口直接儲存在干燥器中或放在含有干燥劑的塑料容器內(nèi)。例如從現(xiàn)場提取斷口，應(yīng)在搬運(yùn)前將斷口表面覆蓋一層干凈、不含絨毛的軟布。對于需長途運(yùn)輸或長期保存的斷裂試件，除可與硅膠同裝人塑料袋封存外，還常用表面涂層保護(hù)。保護(hù)斷口清潔和不受損傷是斷口分析的重要環(huán)節(jié)在接觸斷口過程中，用手指觸摸斷口表面以及用堅(jiān)硬器械接觸斷口或把匹配斷口對合一起都是不允許的。前者將使水汽和鹽粘在斷口表面上造成化學(xué)腐蝕；后者會(huì)使斷口產(chǎn)生機(jī)械損傷。斷口的保護(hù)從斷裂試件上切取分析樣品時(shí)，不應(yīng)損傷斷口。分割斷口樣品時(shí)首選線切割，其次為鋸，盡量不選用砂輪切割和火焰切割，避免斷口上的有用信息受到損害，或影響斷口附近的組織和性能分析。斷口的清洗清洗方法01氣球吹洗法02毛刷刷洗法03物理復(fù)型法04化學(xué)試劑清洗法斷口的清洗例如帶有灰塵或其他附著物的斷口可先用干燥空氣吹，然后用無水酒精或丙酮等溶液清洗；也可用復(fù)型法清除。例如帶有油污的斷口可首先用汽油清除油膩；然后用丙酮、二氯甲烷、三氯乙烷、石油醚及苯等有機(jī)溶劑浸泡；也可放在超