斷口分析是研究金屬斷裂面的學科,是斷裂學科的組成部分。金屬破斷后獲得的兩個相互匹配的斷裂表面及其外觀形貌,稱斷口。
斷口總是發(fā)生在金屬組織中zui薄弱的地方,記錄著有關(guān)斷裂全過程的許多珍貴資料,所以在研究斷裂時,斷口的觀察和研究一直備受關(guān)注。
通過斷口的形態(tài)分析去研究一些斷裂的基本問題:如斷裂起因、斷裂性質(zhì)、斷裂方式、斷裂機制、斷裂韌性、斷裂過程的應力狀態(tài)以及裂紋擴展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和環(huán)境因素影響斷裂過程,通常還要進行斷口表面的微區(qū)成分分析、主體分析、結(jié)晶學分析和斷口的應力與應變分析等。隨著斷裂學科的發(fā)展,斷口分析同斷裂力學等所研究的問題更加密切相關(guān),互相滲透,互相配合;斷口分析的實驗技術(shù)和分析問題的深度將會取得新的發(fā)展。斷口分析現(xiàn)已成為分析金屬構(gòu)件進行失效分析的重要手段。
斷口分析的實驗基礎(chǔ)是觀察斷口表面的宏觀形貌和微觀結(jié)構(gòu)特征進行直接觀察和分析。斷口測量分析儀直觀的觀察斷口形貌
沖擊斷口形貌
斷口2
斷口觀察的斷口測量分析儀從5~300倍的斷口測量分析儀。在很多情況下,利用宏觀觀察就可以判定斷裂的性質(zhì)、起始位置和裂紋擴展路徑。但如果要斷裂起點附近進行細致研究,分析斷裂原因和斷裂機制,還必須進行微觀觀察。
斷口測量分析儀清晰的顯示斷口的形貌,準確的測量結(jié)晶區(qū)的面積等
根據(jù)斷裂的性質(zhì),斷口大致可以分為幾乎不伴隨塑性變形而斷裂的脆性斷口,和伴隨著明顯塑性變形的延性斷口。脆性斷口的斷裂面通常與拉伸應力垂直,宏觀上斷口由具有光澤的結(jié)晶亮面組成;延性斷口的斷裂面可能同拉伸應力垂直或傾斜,分別稱為正斷口和斜斷口;從宏觀來看,斷口上有細小凹凸,呈纖維狀。dui于單軸拉伸斷口和沖擊斷口,在理想情況下,其斷裂面是由三個明顯不同的區(qū)域(即纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇區(qū))所構(gòu)成。這三個區(qū)域?qū)嶋H上是裂紋形成區(qū)、裂紋擴展區(qū)和剪切斷裂區(qū)(dui沖擊拉伸則有終了斷裂區(qū)),通常稱它們?yōu)閿嗫谌亍?/span>dui于同一種材料,三個區(qū)域的面積及其所占整個斷口的比例隨外界條件的改變而變化。例如:加載速率愈大,溫度愈低,則裂紋擴展區(qū)(即放射區(qū))所占的比例也愈大。如果定義裂紋擴展區(qū)dui另外兩個區(qū)面積的比值為R,則通常把R=1時的斷裂溫度稱為材料的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度(或延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度、塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度)。斷口測量分析儀可以準確的測量分析斷口脆性斷口、結(jié)晶區(qū)、延性斷口的斷裂面、纖維區(qū)的面積等,也可進行韌脆轉(zhuǎn)變溫度曲線繪制。
電話
微信掃一掃