《金属力学性能测试》课件-断口分析

断口分析《金属力学性能测试》断口分析工件断裂失效

疲劳断口（疲劳纹）氢脆断口（鸡爪条纹）沿晶断口（冰糖状形貌）断口分析是通过现代的宏观、微观分析手段，对试样或零件断裂后的破坏表面形貌进行观测分析，了解材料断裂模式及特征，分析其断裂机理及与材料性能的关系。断口形貌一般分为宏观断口与微观断口两类。零件断裂后的自然表面称为断口断口分析的内容断口的颜色断口的表面粗糙度断口的花纹断口边缘的特征断口的位置微观断裂形貌与特征断口分析的内容（一）断口的颜色依据断口表面有无氧化色彩可以判断机件服役温度的高低；依据有无腐蚀产物的特殊色彩可以判断腐蚀类型和程度；依据有无冶金夹杂物的特殊色彩可以判断冶金因素的作用；依据疲劳断口各区光亮程度可以判断疲劳源的位置。断口分析的内容（二）断口的表面粗糙度依据断口的表面粗糙度可以判断断裂机件的受力大小和定性地评定材料的晶粒大小与裂纹扩展速率；依据断口。上是否存在反光小刻面及其数量，可以判断金属材料的冶金质量、杂质相的多少。断口分析的内容（三）断口的花纹如果宏观上可见疲劳弧线或微观上可见疲劳条带，则为疲劳断口；依据在疲劳断口有无台阶，可判断交变应力的大小；如果有放射状的撕裂棱或人字纹花样，则是判断脆性材料或高速加载的断裂特征；如果宏观断口呈纤维状或长毛绒状，则是延性断裂的特征。断口分析的内容（四）断口边缘的特征从断口边缘的特征可以判断疲劳源的位置；从断口唇边的情况，可以判断机件的应力状态；唇边的大小可以判断材料塑性变形的程度。断口分析的内容（五）断口的位置根据断口在构件中的位置，分析受力形式、应力集中程度及环境特征等，进而帮助分析断裂的性质和原因。断口分析的内容（六）微观断裂形貌与特征例如，韧窝形状和大小、解理台阶、河流花样、滑移带、疲劳条带数量和宽度、氧化物性质及厚度、夹杂物形状和尺寸、晶粒尺寸等。断口分析的内容断口的颜色断口的表面粗糙度断口的花纹断口边缘的特征断口的位置微观断裂形貌与特征研究和评定下列内容：1.确定断裂类型。脆性断裂还是延性断裂；

穿晶断裂还是沿晶断裂；

静载荷断裂还是交变载荷断裂；

空气环境断裂还是腐蚀环境断裂；

室温断裂还是高温环境断裂等。2.确定裂纹源位置。3.揭示微观结构与性能的关系。断口分析的内容清洗断口保护好断口宏观断口分析方法微观断口分析方法宏观断口分析方法宏观断口分析是用肉眼、放大镜、低倍实体显微镜，通过观察断口表面的颜色、表面相糙度、宏观形貌特征和宏观变形痕迹等，来确定断裂的性质、断裂源的位置、裂纹扩展的过程和方向、受力状态和环境介质作用等情况，从而初步分析断裂的性质及原因。使用设备：低倍照相器(0.5x~20x)和低倍实体显微镜(4x~100x)微观断口分析方法微观分析是在宏观分析的基础上，利用其他分析工具观察分析断口的微观形貌，进一步探讨裂纹形成与扩展的过程和产生的原因，揭示材料结构与力学行为之间的关系。用于断口微观分析的主要分析工具：光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱仪等。蔡司光学显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜X射线电子能谱仪断口的保护存放断口的最好方法是将断口直接储存在干燥器中或放在含有干燥剂的塑料容器内。例如从现场提取断口，应在搬运前将断口表面覆盖一层干净、不含绒毛的软布。对于需长途运输或长期保存的断裂试件，除可与硅胶同装人塑料袋封存外，还常用表面涂层保护。保护断口清洁和不受损伤是断口分析的重要环节在接触断口过程中，用手指触摸断口表面以及用坚硬器械接触断口或把匹配断口对合一起都是不允许的。前者将使水汽和盐粘在断口表面上造成化学腐蚀；后者会使断口产生机械损伤。断口的保护从断裂试件上切取分析样品时，不应损伤断口。分割断口样品时首选线切割，其次为锯，尽量不选用砂轮切割和火焰切割，避免断口上的有用信息受到损害，或影响断口附近的组织和性能分析。断口的清洗清洗方法01气球吹洗法02毛刷刷洗法03物理复型法04化学试剂清洗法断口的清洗例如带有灰尘或其他附着物的断口可先用干燥空气吹，然后用无水酒精或丙酮等溶液清洗；也可用复型法清除。例如带有油污的断口可首先用汽油清除油腻；然后用丙酮、二氯甲烷、三氯乙烷、石油醚及苯等有机溶剂浸泡；也可放在超