基本先容
金属质料在应力作用下爆发疏散，变为两个或者多个不相连部分，在断裂处袒露的自然外貌成为断口。金属断口剖析是研究金属质料怎样爆发断口样式的损坏的，从材质、制造要领、形状、使用状态等种种角度举行考察，推测主因。断口剖析是一门系统工程，在现实事情中，主要思量质料所处的应力、侵蚀等情形。一样平常情形下,应遵照实事求是的原则，以客观性为准则，视察时，遵照先宏观后微观、先低倍后高倍、先全局后局部的原则。
金属断裂历程
裂纹萌生-裂纹扩展-断裂。金属构件可能在制造、成形或使用阶段的启裂、萌生裂纹，受差别的情形因素及承载状态的影响而使裂纹扩展直至断裂。
剖析要领
金属质料断口剖析要领主要有2种：宏观视察和围观视察。
1、宏观视察
通过肉眼、低倍率放大镜或立体显微镜等举行剖析。在爆发破损的现场简朴易行的要领，在凭证破损种类和有无贝纹线等来区分大致缘故原由时使用。宏观视察是指用肉眼、放大镜、低倍率的光学显微镜来视察断口的外貌形貌。通过宏观视察网络断口上的宏观信息，则可起源确定断裂的性子，可以剖析裂源的位置和裂纹扩展偏向，依据断口的宏观形貌,起源确定失效模式和断裂起裂点,为深入剖析和判明失效缘故原由提供依据。可是，仅通过宏观视察无法详细视察是怎样破损的。
2、微观视察
（微观视察成像）
微观视察是使用光学显微镜或扫描电子显微镜（SEM）等，通过断裂面的组织视察来视察微观特征。通过捕获韧窝和条纹图案等种种各样的断裂面特征，可以详细视察破损样式。断口微观视察包括断口外貌的直接视察及断口剖面的视察，微观视察是用显微镜对断口举行高放大倍率的视察，一样平常接纳扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS),起源视察断口的微观形态、确定质料因素,为后续所需的深度剖析好比外貌剖析指明偏向,厘清失效机理,查明失效缘故原由。通过微观视察进一步核实宏观视察网络的信息，确定断裂的性子、裂源的位置及裂纹走向、扩展速率，找出断裂缘故原由及机理等。
（电子显微镜/SEM））
剖析流程
1、断口的准备和整理
断口及其形貌一定生涯完整,这对下一步的剖析至关主要。一样平常情形下,使用锯、切割机等装备对断面试样举行取样。切割时,一定要包管断口形貌信息未受破损,尤其是注重切割时爆发的高温影响断口处的组织和机构,从而影响剖析效果。
一样平常情形下,质料在断裂失效历程中,断口不可阻止地会受到其他零件的机械损伤、化学损伤和污染。为了能够更科学地析质料的断口,需要对断口举行深入的整理。
2、质料断口因素剖析
断口处因素剖析对断口剖析至关主要,尤其是侵蚀、夹杂、非金属氧化物等因素造成的断裂。断口处因素剖析一样平常是因素定量剖析,通常是指断口外貌的平均化学因素、微区因素、元素的面漫衍及线漫衍、元素沿深度的转变、夹杂物及其他缺陷的化学元素比等参数举行剖析和表征。这方面剖析所用的实验装备较多,例如:离子探针、俄歇电子谱仪、电子探针、ⅹ射线能谱仪、X射线波谱仪等。
3、质料断口结构剖析
断口外貌结构剖析主要是断口所在面的晶面指数、断口外貌微区的结构和剩余应力,这方面剖析所用的实验装备主要有X射线衍射仪。剖析的主要内容是点阵常数的测定、物相剖析以及应力测定。
金属断裂面破损样式
破损样式（破损形态）分为“延性（塑性）破损”、“脆性破损”、“疲劳破损”和“情形破损”。通太过别举行宏观视察和微观视察，可以视察断裂面的特征，视察破损缘故原由。下面临种种破损样式的提要和断裂面的要点举行说明。金属断裂面破损样式一样平常分为4种：延性破损（塑性破损）、脆性破损、疲劳破损、情形破损。
（1）延性破损（塑性破损）
延性（塑性）破损是在许多金属质料中都能看到的破损样式，在破损之前，能看到伸长和颈缩等大的变形。在组织视察中，可以看到以下特征和详细的破损样式。
断裂面的特征
·宏观视察：
剪切唇（剪切破损、最终断裂部）、微弱的灰白色
·微观视察：
等轴韧窝（拉伸破损）、伸长韧窝（剪切破损）、波纹图案（滑移面破损）
（2）脆性破损：
脆性破损是指险些看不到塑性变形，裂纹高速撒播的破损。裂纹撒播时，断裂面周边不陪同塑性变形。一样平常许多钢铁质料会在通常使用历程中受到脆性破损。这种断裂面大都情形下是由“准解离断裂面”组成的，在大型调质钢和零下几十摄氏度情形中的一样平常结构用钢等中都能看到。
断裂面的特征
·宏观视察：
银白色的耀眼反射、人字纹（山形花纹：穿晶型急速破损）、裂纹的扩展偏向呈放射状线条
·微观视察：
准解离断口、河流名堂、结晶状断口、重大断口
（3）疲劳破损
疲劳破损是指重复受到荷载后，裂纹逐渐扩展的破损，听说机械结构物的破损样式有七成以上是这种疲劳破损。
破损质料的外观由于看不到伸长和颈缩，以是看起来像脆性破损，但在微观视察中，可见显着塑性变形。
与其他破损样式相比，断裂面多平滑，可以看到“贝纹线（贝壳状图案）”这一宏观特征。通过贝纹线的样态可以知道破损最先的部位和裂纹的扩展偏向。
别的，“条纹”图案是具有代表性的微观特征。与裂纹扩展偏向笔直的条纹图案，听说容易在铝合金和铜合金等中爆发，禁止易在铁系合金中爆发。
断裂面的特征
·宏观视察：
贝纹线（贝壳状图案）、棘轮名堂（多个应力集中处）、鱼眼（破损的起点）、裂纹的扩展偏向呈放射状线条。
·微观视察：
条纹（与应力循环对应）、条纹状图案（不与应力循环对应）、二次裂纹、擦痕或无特征断口。
（4）情形破损
情形破损是指侵蚀性情形导致裂纹扩展而爆发的破损。因此，外部应力极小时也会爆发破损。
代表性的情形破损有“氢脆性”和“应力侵蚀开裂”。
<1>氢脆性
也称“延迟破损”，多见于钢铁质料。由于氢侵入质料而导致脆化的征象，代表性案例有在焊接、电镀等部件的制造工序中有氢侵入，以及由于使用情形中的侵蚀反应而侵入。
<2>应力侵蚀开裂
多爆发于以奥氏体不锈钢为质料的事故中。特殊是在有C1-离子的使用情形中多会爆发穿晶型破损，而除了不锈钢以外，纯铜、黄铜、铝合金等会爆发沿晶型破损。
断裂面的特征
◆氢脆性
·宏观剖析
银白色的耀眼反射
·微观剖析
结晶状断裂面、发纹
◆应力侵蚀开裂
·宏观剖析
部分反射、生锈变色
·微观剖析
结晶状断口、羽毛状花纹
◆高温破损
·宏观剖析
ー
·微观剖析
结晶状断口、韧窝、缩孔
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