典型断口显微分析实验指导书

1试验二典型断口的电子显微分析概述断口是断裂失效中两断裂分别面的简称。由于断口真实地记录了裂纹由萌生、扩展直失效后进展诊断分析，还可为产品、装备投入使用进展预研推测。断口、裂纹及冶金、确诊断结果，是无法提出失效分析的准确结论的。承受扫描电镜可对金属断裂典型断口形貌进展观看，还可对其微区成分进展分析。本试验具体内容为：利用二次电子成像，观看金属断裂典型断口形貌，了解典型断口的微观特征.的成分差异。试验目的生疏二次电子成像观看方法，了解金属材料典型断口形貌特征：把握双相不锈钢冲击断口形貌特征；把握X70钢疲乏断口形貌特征。试验装置及材料〔1〕扫描电子显微镜〔JSM-6390A型〕一台；〔2〕超声清洗仪一台；〔3〕断口试样假设干；〔4〕放大镜一只；〔5〕吹风机一只；〔6〕无水酒精假设干。试验原理金属材料典型断口特征：断口宏观形貌特征在实际失效分析中,按断口的外表宏观变形分类，断口分为脆性断口、韧性〔延性〕断口、韧-脆混合断口；按断裂类型分类，则分为解理断裂、准解理断裂、韧性断裂、疲乏断裂、沿晶断裂等。对韧性金属材料一次过载造成的韧性断裂，宏观上的根本特征通常表现为三个特征区，即纤维区、放射区和剪切唇区。这三个特征区是断口的三要素。表13-1列出了几种典型断口的宏观形貌特征，依据这些特征，可诊断出断口的宏观类型。表13-1 典型断口的宏观形貌特征断口微观形貌特征按断口外表微观形貌分类，断口分为解理断口、准解理断口、韧窝断口、疲乏断口、沿晶断口等。断口上常见的微观特征有韧窝、滑移特征、解理特征、准解理特征、沿晶断裂特征和疲形貌①韧窝特征状态。韧窝的最根本形态有等轴韧窝、剪切韧窝和撕裂韧窝三种，如图13-8所示。等轴韧窝剪切韧窝撕裂韧窝图13-8 韧窝的三种根本形态示意图②滑移特征属于金属延性断裂的一种微观特征，包括滑移线、滑移带、蛇形把戏和涟波把戏，是在正应力作用下,金属沿滑移面滑移分别的主要微观特征。③解理特征金属在正应力作用下,由于原子结合键破坏而造成的沿肯定晶体学平面(解理面)快速分开的过程称为解理断裂。解理断裂属于脆性断裂的一种,解理面通常是外表能量最小的晶面,不观上没有明显的塑性变形，在太阳光下转动时可观看到反光的小刻面,属于脆性断裂。严格用，解理面局部均会发生微观的塑性变形，从而形成解理台阶、河流把戏、舌状把戏、鱼骨状把戏、扇形把戏及瓦纳线等特征。图13-9是解理断口上常见的典型微观形貌。13-9典型解理断裂断口特征形貌④准解理断裂特征介于解理断裂与延性断裂间的一种过渡断裂形式。宏观上无明显塑性变形或变形较小，,如图13-10所示。13-10准解理断裂微观形貌⑤沿晶断裂特征属于脆性断裂的一种，又称为晶连续裂，是多晶材料沿晶界面发生断裂的现象，如图13-11所示。可分为沿晶韧窝断裂和沿晶脆性光面断裂。沿晶面上具有线痕(鸡爪痕)特征的沿晶断裂，是氢脆断裂的典型形貌，如图13-12所示；沿晶面上具有核桃纹特征的沿晶断裂是应力腐蚀断裂的典型形貌；液体金属致脆的沿晶面上一般可看到致脆的金属残留痕迹。13-11沿晶断裂微观形貌13-12沿晶面上线痕特征⑥疲乏断裂特征疲乏断裂过程可分为疲乏裂纹萌生、稳定扩展和失稳扩展三个阶段。疲乏条带是疲乏裂13-13是典型的疲乏条带形貌。13-13典型疲乏条带断口外表的成分分析线分布、元素沿深度的变化、夹杂物以及其他缺陷的化学元素比等参数进展分析和表征。5.试验内容及步骤样品制备对断口上附着的腐蚀介质或污染物进展适当清理，留意尽量不使断口产生二次损伤；然后进一步确定断裂的起始部位。切割前，先将需要分析的部位保护起来用锯、切等不会产生高温的机械方法，以确保重点分析部位不会因高温而产生二次损伤。断口形貌观看①断口宏观分析40倍的条件下对DDD

13-2。1 2 313-213-3数据，确定断口断裂的类型。表13-2 所观看金属断口的宏观形貌特征样品样品断裂塑变区色泽外表弧形线剪切唇放射线断裂代号D1D2材料22CrX70疲乏比例粗糙程度类型②断口微观分析13-313-413-3、13-4。表13-3 所观看金属断口的微观形貌特征样品样品断裂解理准解理韧窝滑移断裂代号D1材料22Cr方式冲击类型表13-4 所观看金属断口的微观形貌特征样品样品断裂裂纹源区裂纹稳定扩展区裂纹快速扩展