断口分析——精选推荐
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断⼝分析
故障件的断⼝分析
在形形⾊⾊的故障分析过程中,⼈们常会瞧到⼀些损坏零件的断⼝,但就是⼈们缺乏“读懂”它的经验,不能从它的断⼝处判断其损坏的真正原因⽽贻误了战机。这⾥结合整改过程中的⼀些实例作些介绍,希望能对您有所帮助!
对于汽车常⽤碳素钢与合⾦钢⽽⾔,其常见断⼝有:1.韧性(塑性)断⼝:发⽣明显塑性变形的断裂统称为塑性断裂。断⼝形貌为韧性(塑性)断⼝,断⼝呈暗灰⾊没有⾦属光泽瞧不到颗粒状形貌,断⼝上有相当⼤的延伸边缘。2.疲劳弯曲断⼝:
2-1 在抗拉极限范围内的疲劳弯曲断⼝:出现典型的疲劳裂纹源区、裂纹扩展区与瞬时断裂区特征(下⾯将详
述)。2-2 超过抗拉极限范围内的弯曲断⼝:不具有典型的疲劳断⼝特征,属于不正常的弯曲断裂。其断⼝特征:沿弯
曲⽅向上下呈灰褐⾊⽆⾦属光泽的断层;⽽内层呈银
灰⾊⽩亮条状新断⼝(见图1)。
图13.典型的⾦属疲劳断⼝
典型的疲劳断⼝定会出现疲劳裂纹源区、裂纹扩展区与瞬时断裂区三个特征。断⼝具有典型的“贝壳状”或称“海滩状”。
3-1 疲劳裂纹源区:就是疲劳裂纹萌⽣的策源地,它处于机件的表⾯,形状呈平坦、⽩亮光滑的半圆或椭圆形,这就是因为疲劳裂纹的扩展过程速度缓慢,裂纹经反复挤压摩擦⽽形成的。它所占有的⾯积较其她两个区要⼩很多。疲劳裂纹⼤多就是因受交变载荷的机件表⾯有缺陷;譬如裂纹、脱碳、硬伤痕、焊点等缺陷形成应⼒集中⽽引起的。疲劳裂纹点在同⼀个机件上可能有多处,换句话说可能有多处疲劳裂纹源区,这需要我们去仔细解读疲劳断⼝。3-2 疲劳裂纹扩展区:就是形成疲劳裂纹后慢速扩展的区域。它就是判断疲劳断裂的最重要的特征区。它以疲劳源区为中⼼,与裂纹扩展⽅向垂直呈半圆形或扇形的弧线,也称疲劳弧线呈“贝纹状”。疲劳
弧线就是因机器运转时的负载变化、反复启动与停
⽌⽽留下的塑性变形痕迹线。⾦属材料的塑性好、
⼯作温度⾼及有腐蚀介质存在时则弧线清晰。3-3 瞬时断裂区:由于疲劳裂纹不断扩展使机件的有效断⾯减⼩,因此应⼒不断增加直⾄截⾯应⼒达到材
料许⽤应⼒时,瞬时断裂便发⽣了。材料塑性⼤时,
断⼝呈暗灰⾊纤维状;脆性材料的断⼝呈结晶状。⼩结:
要点:
疲劳宏观断⼝的特征
断⼝拥有三个形貌不同的区域:疲劳源、疲劳区、瞬断区。随材质、应⼒状态的不同,三个区的⼤⼩与位置不同。1、疲劳裂纹源区
裂纹的萌⽣地;裂纹处在亚稳扩展过程中。
由于应⼒交变,断⾯摩擦⽽光亮。
加⼯硬化。
随应⼒状态及应⼒⼤⼩的不同,可有⼀个或⼏个疲劳源。2、疲劳裂纹扩展区(贝纹区)
断⾯⽐较光滑,并分布有贝纹线。
循环应⼒低,材料韧性好,疲劳区⼤,贝纹线细、明显。
有时在疲劳区的后部,还可瞧到沿扩展⽅向的疲劳台阶(⾼应⼒作⽤)。