材料综合实验-第二讲-2012.3.2.pptVIP

材料综合实验 2011.2-3 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 断口法?：断口检验是根据检验目的采取适当方法将试样折断以检验断口质量，或对在使用过程中破损的零部件和生产制造过程中由于某种原因而导致破损的工件断口进行观察和检验。可按断口的宏观形貌和冶金缺陷将断口分类，评定钢材质量。 常规断口检验多用于锻、轧的结构钢、工具钢、弹簧钢等型材、棒材、板材和产品零件。断口法试样的截取和酸浸法低倍试样相同，也可用低倍试样兼做。通常以直径≤40mm作横向断口，以直径40mm作纵向断口。为便于折断，可在试样上开V形槽。试样按规定进行淬火、低温回火，然后用锤击断。用肉眼或低倍放大镜观察评定。 ?? 一般断口的基体，按其断裂时塑性变形程度可分为纤维状、结晶状、瓷状断口三类，纤维状断口断前有塑性变形，结晶状断口不产生显著塑性变形，瓷状断口几乎没有塑性变形。 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 断口的宏观观察 指用肉眼、放大镜、低倍串的光学显微镜(体视显微镜) ，这是断口分析的第一步和基础。 通过宏观观察收集了断口上的宏观信息，则可初步确定断裂的性质(脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂等)，可以分析裂源的位置和裂纹扩展方向，可以判断冶金质量和热处理质量等。 观察时先用肉眼和低倍率放大镜观察断口各区的概貌和相互关系，然后选择细节、加大倍率观察微细结构。宏观观察时，尽可能拍照记录 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 典型缺陷断口宏观形貌 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 典型缺陷断口宏观形貌 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 韧性断口的宏观特征： (1)断口附件有明显宏观塑性变形。 (2)断口外形呈杯锥状。杯底垂直于主应力,锥面平行于最大切应力,与主应力成45°角;或断口平行于最大切应力,与主应力成45°的剪切断口。 (3)断口表面呈纤维状,其颜色呈暗灰色。 脆性断口的宏观特征： (1)断裂处很少或没有宏观塑性变形,碎块断口可以拼合复原。 (2)断口平坦,无剪切唇,断口与应力方向垂直。 (3)断裂起源于变截面,表面缺陷和内部缺陷等应力集中部位。 (4)断面颜色有的较光亮,有的较灰暗。光亮断口是细瓷状,对着光线转动，可见到闪光的小刻面;灰暗断口有时呈粗糙状，有时呈现出粗大晶粒外形。 (5)板材构件断口呈人字纹放射线，放射源为裂纹源，其放射方向为裂纹扩展方向。 (6)脆性断裂的扩展速率极高，断裂过程在瞬间完成,有时伴有大响声。 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 断口的颜色与光泽 观察断口表面光泽与颜色时，主要观察有无氧化色的痕迹、有无夹杂物的特殊色彩与其他颜色。是红锈、黄锈或是其他颜色的锈蚀灰色的金属光泽、发蓝颜色(或呈深紫色、紫黑色金属光泽)等，有无腐蚀。 举例：高温工作下的断裂构件，从断口的颜色可以判断裂纹形成的过程和发展速度，深黄色是先裂的，蓝色是后裂的；若两种颜色的距离很靠近，可判断裂纹扩展的速度很快。 又如，钢件断口若是深灰色的金属光泽，是钢材的原色，是纯机械断口；断口有红锈是富氧条件腐蚀的 ；断口有黑锈是缺氧条件腐蚀的等。 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 一般将断裂分成三类：韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂。从宏观断口形貌上很容易进行区分。韧性断裂指零件断裂前材料发生显著的塑性变形，习惯上将拉伸变形量大于5%的变形称为塑性的。不论何种断裂方式，显然材料断裂前如果发生变形一定是晶粒拉长，使原来的等轴晶变成纤维状，所以韧性断裂断口的宏观形貌的特点均是断口表面粗糙不平，呈纤维状表面灰色。 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 一种是断裂沿特定的结晶面开裂（解理面），另一种情况是沿晶界断裂。前者断口由具有光泽的亮面组成，后者断口呈颗粒状。脆性断口的共同特点是断裂平面与正应力垂直，断口上看不到纤维状形貌。 第一讲 材料宏观分析 宏观检测方法——断口法 疲劳断裂可以是属于脆性断裂的一种，由于许多情况下零件是由于发生疲劳断裂而破坏，这就使控制疲劳断裂显得非常重要所以将它单独列出。疲劳宏观断口的突出特点是由两个区组成，既裂纹扩展区与最后断裂区，典型的形貌见图。将疲劳扩展区的形貌称为“贝壳状标记”或者“海滩状标记”。最后断裂区的断口的形貌与拉伸样品最后断裂区的断口类似。对于塑性材料断口表现出塑性断口的特征，即表面粗糙不平呈纤维状断口，如果是脆性材料为结晶状断口。 第一讲 材料宏观分析 非破坏性分析——无损检测 无损检测：探测金属材料