断裂失效分析

断裂失效

1）定义：构件所受的力超过材料的强度*限导致材料断裂。

2）断裂的特征：

塑性断裂的特征是在裂纹或端口附近有宏观塑性变形，或者在塑性变形处有裂纹出现，塑性断裂其典型断口是抗拉试样的杯锥状断口，杯部呈纤维状特征，锥部呈浅灰色的光滑区，并与杯部呈45°角；塑性断口的微观形态主要为韧窝。

塑性断裂断口微观形貌（韧窝）

脆性断裂是指断裂前几乎不产生显著的塑性变形，脆性断裂按裂纹扩展的路径可以分为穿晶脆性断裂和沿晶脆性断裂。解理断裂是穿晶断裂的一种常见的主要断裂方式，解理断裂的断口宏观形貌平直，断口上有放射条纹，放射条纹的收敛点为断裂源，当构件为管材或板材时，断口上有人字纹，人字的头部指向裂纹，解理断裂的微观形貌为河流花样。沿晶断裂是指裂纹颜晶粒截面扩展，通常是因为材料内部晶界由于杂质、环境介质侵蚀等原因使得晶界发生弱化，从而发生的断裂，其断口的宏观形态呈颗粒状，微观呈冰糖状。

准解理断口微观形貌

沿晶断口微观形貌

准解理断裂是介于任性和脆性断裂之间的一种断裂，其断口宏观形貌具有细小的放射状条纹或呈瓷状，断口微观形态也有河流花样，并能观察到较多的撕裂岭。

准解理断裂断口微观形貌

疲劳断裂，在机械构件的断裂失效中，疲劳断裂所占的比例达70以上。疲劳断裂包括：高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、接触疲劳、腐蚀疲劳、微振疲劳、蠕变疲劳等。疲劳断裂过程一般是工作应力多是在低于屈服应力以下进行的，基本无宏观塑性变形，所以疲劳断裂也属于脆性断裂，疲劳断口由疲劳源区、裂纹扩展区和瞬时断裂区三部分组成。疲劳断裂的疲劳源场位于零件的尖角、凹槽等易产生应力集中的部位，裂纹扩展区具有独特的疲劳贝纹线，其微观形貌为疲劳辉纹。

疲劳断口宏观形貌

疲劳断口微观形貌