斷裂失效分析

構(gòu)件所受的力超過材料的強度極限導(dǎo)致材料斷裂。

斷裂失效

1）定義：構(gòu)件所受的力超過材料的強度極限導(dǎo)致材料斷裂。

2）斷裂的特征：

塑性斷裂的特征是在裂紋或端口附近有宏觀塑性變形，或者在塑性變形處有裂紋出現(xiàn)，塑性斷裂其典型斷口是抗拉試樣的杯錐狀斷口，杯部呈纖維狀特征，錐部呈淺灰色的光滑區(qū)，并與杯部呈45°角；塑性斷口的微觀形態(tài)主要為韌窩。

塑性斷裂斷口微觀形貌（韌窩）

脆性斷裂是指斷裂前幾乎不產(chǎn)生顯著的塑性變形，脆性斷裂按裂紋擴展的路徑可以分為穿晶脆性斷裂和沿晶脆性斷裂。解理斷裂是穿晶斷裂的一種常見的主要斷裂方式，解理斷裂的斷口宏觀形貌平直，斷口上有放射條紋，放射條紋的收斂點為斷裂源，當構(gòu)件為管材或板材時，斷口上有人字紋，人字的頭部指向裂紋，解理斷裂的微觀形貌為河流花樣。沿晶斷裂是指裂紋顏晶粒截面擴展，通常是因為材料內(nèi)部晶界由于雜質(zhì)、環(huán)境介質(zhì)侵蝕等原因使得晶界發(fā)生弱化，從而發(fā)生的斷裂，其斷口的宏觀形態(tài)呈顆粒狀，微觀呈冰糖狀。

 

準解理斷口微觀形貌

沿晶斷口微觀形貌

準解理斷裂是介于任性和脆性斷裂之間的一種斷裂，其斷口宏觀形貌具有細小的放射狀條紋或呈瓷狀，斷口微觀形態(tài)也有河流花樣，并能觀察到較多的撕裂嶺。

準解理斷裂斷口微觀形貌

疲勞斷裂，在機械構(gòu)件的斷裂失效中，疲勞斷裂所占的比例達70以上。疲勞斷裂包括：高周疲勞、低周疲勞、熱疲勞、接觸疲勞、腐蝕疲勞、微振疲勞、蠕變疲勞等。疲勞斷裂過程一般是工作應(yīng)力多是在低于屈服應(yīng)力以下進行的，基本無宏觀塑性變形，所以疲勞斷裂也屬于脆性斷裂，疲勞斷口由疲勞源區(qū)、裂紋擴展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)三部分組成。疲勞斷裂的疲勞源場位于零件的尖角、凹槽等易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，裂紋擴展區(qū)具有獨特的疲勞貝紋線，其微觀形貌為疲勞輝紋。

疲勞斷口宏觀形貌

疲勞斷口微觀形貌