材料断口分析第2-4章.pdfVIP

第二章 韧 性 断 裂 §1 概述 §2 韧性断裂的断口形貌特征 §3 韧窝形成机理 §4 影响韧窝形貌的因素 §1、概述 1、特点：材料断裂前发生明显的塑性变形。也 可以说塑性变形是韧断的前奏，而韧断是大量 塑性变形的结果。 2、过程：显微空洞形成、扩展、连接、断裂 3、类型： 微孔聚集型 纯剪切型 §2、韧性断裂的断口形貌特征 一、宏观形貌特征 纤维区、剪切唇 二、微观形貌特征 韧窝花样（断面上覆盖着大量微坑） 韧窝类型：等轴韧窝 抛物线韧窝 卵形韧窝 (d) 等轴韧窝 抛物线韧窝 卵型韧窝 §3、韧窝形成机理 §4、影响韧窝形貌的因素 1、夹杂物或第二相粒子 尺寸较小，且分布密集→促进韧窝成核，形成小而多的韧窝花样 尺寸较大，且分布变化不大→促进裂纹扩展，形成较大的韧窝花样 2、基体材料的韧性 韧性差、塑性变形能力差，韧窝尺寸较小、较浅 3 、试验温度 T ↑、有利于韧窝的成核与扩展，韧窝宽度和深度增加 4、应力状态 拉应力、切应力、撕裂应力 应力状态 第三章 解理断裂 §1 概述 §2 解理断口形貌特征及形成机理 §3 影响解理断裂的因素 §4 准解理断裂 §1、概述 1、定义 正应力、解理面、穿晶脆断 2、发生条件 一般均在bcc、hcp金属中发生，而fcc只在特殊情 况下才发生，如腐蚀环境、材质较差时。 §2、解理断口形貌特征 一、宏观形貌特征 1、放射状条纹 2、人字纹 3、小刻面（facet ）：发亮的小晶面 解理断口上的结晶面 宏观上呈无规则取向 强光下可见到闪闪发光的特征 解理断口是由许多小刻面组成的，每个小刻 面代表一个晶粒 小刻面 放射条纹 人字纹 二、微观形貌特征及形成机理 特征： 扇形花样 解理台阶（cleavage step ） 河流花样（river pattern ） 舌状花样（tongue pattern ） 青鱼骨花样（spine pattern ） 瓦纳线（wallner line ） 扇形花样 河流花样 舌状花样 青鱼骨花样 瓦纳线 （二）形成机理（模型） 1、解理台阶 解理裂纹与螺位错交截形成台阶 台阶形成过程的简化图 通过二次解理或撕裂相互连接形成台阶（撕裂棱） 台阶的性质 台阶在扩展过程中会发生合并或消失（台阶高度减小） 相同方向的台阶合并后高度增加 相反方向的台阶合并后高度减小或消失 台阶高度与柏氏矢量大小、位错密度之间存在一定关系 H ＝b N 1/2 2、河流花样 定义：解理台阶及局部塑性变形形成的撕裂脊线所组合的 条纹。其形状类似地图上的河流。 形成机理：河流花样实际上就是解理台阶的一种标志。当 裂纹扩展时，同号台阶汇合成较大的台阶，而 较大的台阶又汇合成更大的台阶，其结果就形 成河流花样。 影响因素： 小角度晶界：倾斜晶界——影响不大，延伸至相邻晶粒 扭转晶界——在亚晶界出产生新的裂纹，河流激增 大角度晶界：河流不能通过，在晶界处产生新的裂纹，向外扩展， 形成扇形花样