金属材料断口分析的步骤与方法

金属材料断口分析的步骤与方法

金属材料断口分析是一项综合性很强的技术分析工作，通常需要采用多种仪器联合测试检验的结果，从宏观到微观，从定性到定量进行研究分析。因此，需要严格的科学态度和有步骤的操作。

断口分析的步骤包括：选择、鉴定、保存和清洗试样；宏观检验和分析断裂表面、二次裂纹以及其他表面现象；微观检验和分析；金相剖面的检验和分析以及化学分析；断口定量分析，如断裂力学方法；模拟试验等。

在进行断裂构件的处理和断口的保存时，需要采取措施把断口保存好并尽快制定分析计划。对于不同情况下的断口，应采用不同的方法进行处理。例如，对于大气中的新鲜断口，应立即放入干燥器内或真空干燥器内而不必清洗；对于带有油污的断口，应先用有机溶剂溶去油污，最后用无水乙醇清洗吹干；在腐蚀环境下发生断裂的断口，则需要进行产物分析。通常可以采用X射线、电子探针、电子扫描显微镜或俄歇能谱仪进

行产物分析，得出结论后再去掉产物观察断口形貌。

总之，断口分析是一项重要的金属材料分析技术，需要严格的科学态度和有步骤的操作。

去除腐蚀产物的方法之一是干剥法。使用醋酸纤维纸（AC纸）进行清理是最有效的方法之一，特别是在断口表面已经受到腐蚀的情况下。将一条厚度约为1mm的AC纸放入丙酮中泡软，然后放在断口表面上。在第一张条带的背后衬上一块未软化的AC纸，然后用夹子将复型牢牢地压在断口表面上。干燥后，使用小镊子将干复型从断口上揭下来。如果断口非常污染，可以重复操作，直到获得一个洁净无污染的复型为止。这种方法的一个优点是，它可以将从断口上除去的碎屑保存下来，以供以后鉴定使用。此外，还可以使用复型法来长期保存断口。

断口表面不能使用酸溶液清洗，因为这会影响断口分析的准确性。对于在潮湿空气中暴露时间比较长、锈蚀比较严重的断口，以及高温下使用的有高温氧化的断口，一定要去除氧化膜后才能观察，以避免假象。如果一般有机溶液、超声波洗涤和复型都不能洁净断口表面，可以采用化学清洗。根据不同的金属材料及氧化层情况，可以采用不同的化学清洗液。

宏观分析是一种直接观察和分析断裂零件的方法，使用肉眼、放大镜和实体显微镜，其放大倍数通常为100倍以下。宏观分析具有以下优点：（1）简便、迅速，试样尺寸不受限制，不必破坏断裂零件；（2）观察范围广，能够观察和分析断裂

全貌，即裂缝和零件形状的关系、断口与变形方向的关系、断口与受力状态（主应力或切应力）的关系；（3）能够初步判

断裂起源位置、断裂性质与原因，缩小进一步分析研究的范围，可为确定进一步分析的取样部位和数量提供线索和依据。因此，宏观分析是断裂故障分析中最方便、最常用、最主要的步骤和方法，是整个断裂故障分析的基础。

断裂分析的一个主要内容是确定断裂源的位置及裂纹的扩展方向。如果金属零件已经断裂成多块，则应将所有断块按原来的形状拼起来。但是，要特别小心，不能碰合。然后，观察其密合程度，密合程度最差的是最早断裂的部位，即主断口。在分析断裂原因时，只需对主断口进行分析。

有时候主断面会分成几块或未完全断裂的裂纹。如果零件上有多条裂纹，通常主裂缝较宽而长，裂纹源在主裂缝上，且裂纹源的方向通常与支裂缝的扩展方向相反。如果零件上有一

条裂纹与另一条裂纹相遇成约90度角，横贯裂纹会首先开裂，与其相交的裂纹为二次裂纹，裂纹源应在主裂缝中寻找。

确定了主断面和裂纹扩展方向后，接下来要确定断裂源。断裂源是指断裂的宏观开始处，在断面的几何上描述为一点，但对于实际断裂零件来说是一个三维或二维的特殊空间，如刀痕、微裂纹及缺陷等。这些需要在主断面上寻找，根据放射区的迹线来判断。通常裂纹在扩展中的迹线有“人”字形脊线或放

射状脊线两种，在这种情况下“人”字的头部所指的是断裂源，放射线的放射中心是断裂源。

对于带有剪切唇或杯锥形的断裂，其断裂源在心部。对于疲劳的断裂，常可以用贝壳线来判断其断裂源。应力腐蚀及氢脆断裂则常有放射状脊线，放射状脊线的放射中心就是断裂源。另外，断口的色泽也是判断断裂次序的重要依据，色泽较深的断裂较早。当在断面上有氧化或腐蚀产物时，还可根据产物的厚度变化来判断断裂的先后。

不是所有的断裂都有断裂源，如整体金属零件变脆、晶间腐蚀、过热、过烧等，这时虽然发生金属零件的断裂，但是属于整体的，有时是粉碎性的。

除了分析断裂源和断裂扩展方向外，还应分析断口表面的光泽与颜色、晶粒的大小及断口花样等。同时，某些简单的断裂事故往往观察断口表面情况就可判断断裂的方式及性质。根据断口上放射区与纤维区面积的相对比例，一般情况下可大致估计断裂的性质。纤维区标志着延性状态，放射区标志脆性断裂状态。若断口中纤维区越大，材料或零件断裂时的延性越好;反之，放射区增大，则脆性愈大。断口表面的弧形迹线，是裂纹前端在扩展过程中，应力状态的变更、断裂方式的改变、扩展速度的显著变化都会留下弧形迹线，如贝纹线等。裂纹以恒定的方式扩展时，断口上无此种特征。

3.断口特征

断口的粗糙程度取决于许多微小的小断面，包括大小、曲率半径和相邻小断面之间的高度差。不同的材料和断裂方式会导致不同程度的粗糙度。一般情况下，断口越粗糙，剪切断裂所占比重越大；而断口细平、多光泽，或者“花样”越细，则晶间、解理断裂所起的作用也越大。

断口的光泽和色彩会因构成断口的许多小断面具有金属所特有的光泽和色彩而发生变化。不同的断裂方式会导致不同的金属断口色彩，例如相对摩擦、氧化和腐蚀都会影响金属断口的色泽。

不同的应力状态、材料和外界环境会导致断口与最大正应力的交角不同。在平面应变条件下断裂的断口与最大正应力垂直，而在平面应力条件下断裂的断口与最大正应力呈45°交角。

材料内部存在缺陷会导致应力集中，影响裂纹的扩展，从而在断口上留下缺陷的痕迹。不同的断裂方式会在断口上呈现出不同的材料缺陷特征。

表3-2-1列出了几种重要断裂方式的断口特征，包括延性

断裂、切断型断裂、正断型断裂、脆性断裂、缺口脆性、低温脆性和疲劳断裂。这些特征包括断口形态、光泽、色彩和粗糙度，以及与最大正应力的交角和缺陷的断口形态。

Macroscopic analysis of fracture XXX the root cause of accidents。It is essential to record all features related to the

fracture。including the overall appearance of the part or the fractured component in the entire structure。as well as any other features that may be XXX the cause of the accident.

XXX XXX the fracture。it is XXX show the surface features。Lighting is a key factor in capturing the XXX the fracture。and it

is important to choose the right XXX the surface features。The photographs should also capture other features such as color and gloss differences.

When taking macroscopic photographs of the fracture。it is important to have a well-XXX。The background should be a smooth。wrinkle-free paper in a coordinating color。such as black。white。or a medium tone。The XXX。with an optimal angle of 0° to 30°。For complex fracture surfaces。XXX.

It is XXXXXX.

Microscopic analysis of the fracture can be done using two types of electron microscopes: XXX (TEM) and scanning electron

microscopy (SEM)。TEM requires the n of a replica from the fracture surface。which is then observed under the microscope。It has the advantage of high n。with a n of 0.002 to 0.003 μm for carbon replicas and 0.02 μm for secondary replicas。It also allows for non-destructive XXX。XXX 1000x。and direct n of the fracture surface is not possible.

SEM。on the other hand。allows for direct n of the fracture surface without the need for XXX。It has a lower n。with a maximum n of 0.01 μm。but it allows for easy adjustment of n

and can be used for both low and high XXX。larger fractures may need to be cut into samples。which can damage the original fracture surface.

Both TEM and SEM can be used for XXX of the analysis。The field of electron microscopy fracture analysis is based on these two XXX.

Fracture replicas can be prepared using a variety of methods。including the carbon replica method and the metal replica method。

The carbon replica method involves coating the fracture surface with a layer of carbon。which is then removed to create a replica of the surface。The metal replica method involves coating the fracture surface with a layer of metal。which is then removed to create a replica of the surface。These replicas XXX.

复型法，也称印膜法，适用于无法进入实验室或现场观察困难的大型破断零件的研究。当法律不允许切割零件或形貌起伏太大影响照相时，复型法可以提供永久的记录，方便进行观察。

复型观察是一种间接方法。在金相抛光并腐蚀的试样观察面上或已清洗好的断口表面上，覆盖一层复型材料，以复制观察面上的“蚀刻”或“浮雕”。一级复型得到试样观察面的“阴”浮雕，即负复型；二级复型在一级复型的基础上再复型一次，得到和真实观察面相同的“阳”浮雕，即正复型。

在断口分析技术中，常用醋酸纤维薄膜作为复型材料，也称为AC纸。制备方法为将醋酸纤维素溶解在丙酮溶液中，倒入培养皿中均匀展平，阴干后即可使用。薄膜的厚度一般在0.1～1mm范围内，使用时尽可能使用最薄的薄膜。对于较平

整的断口，通常使用0.1～0.3mm厚的薄膜。复型方法是在清洁的断口表面滴上丙酮，立即贴上AC纸，然后用手或橡皮压紧，使其与断口表面贴合在一起，记录断口表面浮雕。

二级复型是在一级复型的基础上进行碳沉积，提高图像衬度。制备较麻烦，分辨率比一级复型低，一般在0.0150μm左右。

断口形貌的特征是表面凹凸不平，具有立体形貌特征。进行断口分析时，要进行立体观察，尤其是要害部位，如对断裂源拍摄立体显微照片，可加深对断口形貌特征的认识。

立体观察方法是指人们用肉眼同时观察同一物体的彼此成一定角度的两个或两个以上侧面时，产生的强烈立体感。要在观察断口时获得立体观察效果，必须在同一视场中，拍摄彼此成一定角度的两张显微形貌的电子图像，用双目放大镜或肉眼观察，一个眼睛观察一张电子图像，双目同时观察，便可呈现立体形貌特征图像。

在分析研究断裂原因、断裂过程及断裂机理等方面，仅仅观察断口形貌特征还不够，必须借助于金相检验来分析断口截

面（或剖面），以获得更有效的信息。后者可用来研究断口的形貌与显微组织之间的对应关系，进一步分析断裂过程、变形程度、表面状态及损伤情况等。

断口剖面分析技术要求在断口上截取一定方向的剖面。通常是用与断口表面相垂直的平面来截取，有时也可以用与断口表面相交成一定角度的平面（例如60°角平面）来截取剖面。无论用什么方法来截取断口剖面，在截取之前，对断口表面均要采用金属镀层或镶嵌方法等来保护断口表面不受任何损伤。

另外，断口剖面的截取方向要根据分析研究的具体内容来确定。如果要研究断裂过程，其断口截取方向一定要平行于裂纹扩展方向，并且在断口不同的区域对称截取，这样在断口剖面上将能包含断裂不同阶段的区域。如果仅是研究某一特定位置情况，则断口剖面的截取方向要垂直于裂纹扩展方向。

应用断口剖面技术可以研究裂纹尖端塑性区的形态，还可以研究疲劳断口剖面以及显微硬度的变化及基体合金元素的变化情况。应用断口剖面技术还可以研究断口的形貌特征及其显

微组织的变化，从而有助于分析研究其断裂原因和断裂机理之间的关系。

图3-3-2展示了焊接构件破断的宏观照片。可以清晰地看到由焊缝底部开始的从里向外扩展的放射花纹，并形成多源扩展的断裂。焊缝组织中气孔夹渣较多，也必然是引起应力集中的断裂源，从照片上就可以看到由气孔及夹渣、没焊透处的裂纹的延伸。焊缝的底部的轴端上还有向内的多源的同时扩展及不同晶面相遇呈多个台阶的断口形貌。仅通过宏观分析就可确认其断裂原因：由于焊接缺陷而引起的断裂。

无法确定其断裂原因，但通过图3-3-4的扫描电镜照片，我们可以看到裂纹始于加工刀痕处，然后沿着近45°夹角的滑移面扩展，同时也沿着与正应力相垂直的方向扩展。

此外，我们还可以看到裂纹表面有许多细小的韧突，这是由于裂纹在扩展过程中受到了多次撞击和变形的结果。这些韧突的存在也表明，该材料在断裂前已经经历了多次循环载荷，导致其疲劳寿命降低。

最后，需要指出的是，疲劳断裂的发生与材料的组织结构、应力水平、载荷频率等因素密切相关。因此，在工程设计中，需要充分考虑这些因素，以确保材料的安全可靠性。

金属断口机理及分析

名词解释 延性断裂：金属材料在过载负荷的作用下，局部发生明显的宏观塑性变形后断裂。 蠕变：金属长时间在恒应力，恒温作用下，慢慢产生塑性变形的现象。 准解理断裂：断口形态与解理断口相似，但具有较大塑性变形（变形量大于解理断裂、小于延性断裂）是一种脆性穿晶断口 沿晶断裂：裂纹沿着晶界扩展的方式发生的断裂。 解理断裂：在正应力作用下沿解理面发生的穿晶脆断。 应力腐蚀断裂：拉应力和腐蚀介质联合作用的低应力脆断 疲劳辉纹：显微观察疲劳断口时，断口上细小的，相互平行的具有规则间距的，与裂纹扩展方向垂直的显微条纹。 正断：断面取向与最大正应力相垂直（解理断裂、平面应变条件下的断裂） 韧性：材料从变形到断裂过程中吸收能量的大小，是材料强度和塑性的综合反映。 冲击韧性：冲击过程中材料吸收的功除以断的面积。 位向腐蚀坑技术：利用材料腐蚀后的几何形状与晶面指数之间的关系研究晶体取向，分析断 裂机理或断裂过程。 河流花样：解理台阶及局部塑性变形形成的撕裂脊线所组成的条纹。其形状类似地图上的河 流。 断口萃取复型：利用AC 纸将断口上夹杂物或第二相质点萃取下来做电子衍射分析确定这些 质点的晶体结构。 氢脆：金属材料由于受到含氢气氛的作用而引起的低应力脆断。 卵形韧窝：大韧窝在长大过程中与小韧窝交截产生的。 等轴韧窝：拉伸正应力作用下形成的圆形微坑。 均匀分布于断口表面，显微洞孔沿空间三 维方向均匀长大。 第一章 断裂的分类及特点 1.根据宏观现象分：脆性断裂和延伸断裂。 脆性断裂裂纹源：材料表面、内部的缺陷、微裂纹；断口：平齐、与正应力相垂直 ，人字纹或放射花纹。延性断裂裂纹源：孔穴的形成和合并;断口：三区，无光泽的纤维状，剪切面断裂、与拉伸轴线成45o . 2.根据断裂扩展途分：穿晶断裂与沿晶断裂。 穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部、可能为脆性断裂也可 能是延性断裂； 沿晶断裂：裂纹沿着晶界扩展，多属脆断。应力腐蚀断口，氢脆断口。 3根据微观断裂的机制上分：韧窝、解理（及准解理）、沿晶和疲劳断裂 4根据断面的宏观取向与最大正应力的交角分：正断、切断 正断：断面取向与最大正应力相垂直（解理断裂、平面应变条件下的断裂） 切断：断面取向与最大切应力相一致，与最大应力成45o交角（平面应力条件下的撕裂） 根据裂纹尖端应力分布的不同，主要可分为三类裂纹变形： 裂纹张开型、边缘滑开型（正向滑开型）、侧向滑开型（撒开型） 裂纹尺寸与断裂强度的关系 Kic ：材料的断裂韧性，反映材料抗脆性断裂的物理常量（不同于应力强度因子，与K 准则 相似） a Y K c c πσ?=1

断口金相分析

断口金相分析 一、实验目的 1、掌握断口宏观分析的方法，了解断口宏观分析的意义及典型宏观断口的形貌特征。 2、了解扫描电镜在断口分析中的应用，识别几种常见断口的微观形貌。 二、实验设备及试样 1、实验设备：低倍体式显微镜、扫描电子显微镜。 2、试样：铸铁及低碳钢拉伸断口、氢脆断口、疲劳断口、系列冲击断口，过热过烧断口等等。 四、实验内容 钢材或金属构件断裂后，破坏部分的外观形貌通称断口。断裂是金属材料在不同情况下当局部破断发展到临界裂纹尺寸，剩余截面不能承受外界载荷时发生的完全破断现象。由于金属材料中的裂纹扩展方向总是遵循最小阻力路线，因此断口一般也是材料中性能最弱或零件中应力最大的部位。断口型貌十分真实地记录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程，因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基础，同时也是分析断裂原因的可靠依据。断口分析中分宏观断口分析与微观断口分析两类，它们各有特点，相互补充，是整个断口分析中互相关联的两个阶段。（一）宏观断口分观 宏观断口分析：用肉眼、放大镜、低倍实体显微镜来观察断口形貌特征，断裂源的位置、裂纹扩展方向以及各种因素对断口形貌特征的影响称断口宏观分析。从断裂机理可知，任何断裂过程总是包括裂纹形成，缓慢扩展、快速扩展至瞬时断裂几个阶段。通过宏观断口分析人们可以看到，由于材质不同，受载情况不同，上述各断裂阶段在断口上留下的痕迹也不相同，因此我们掌握了常见宏观录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程，因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基断口特征以后，就可在事故分析中根据宏观断口特征来推测断裂过程和断裂原 因，本实验主要观察下列几种断口： a）拉伸试样断口：材料为：低碳钢、铸铁。 断口特征：低碳钢拉伸断口外形呈杯锥状，整个断口可分三个区，中心部位为灰色纤维区，纤维区四周为辐射状裂纹扩展区，边缘是剪切唇区，剪切唇与拉伸应力轴交角为 45°。铸铁拉伸试样断口为结晶状断口，呈光亮的金属光泽，断口平齐。 b）疲劳断口 断口特征：轴类零件多在交变应力下工作，发生疲劳断裂后宏观断口上常可看到光滑区和粗糙区两部分，前者为疲劳裂纹形成和扩展区，有时可见贝纹线，蛤壳状或海滩波纹状花样，这种特征迹线是机器开动和停止时，或应力幅发生突变时疲劳裂纹扩展过程中留下的痕迹，是疲劳宏观断口的重要特征。断口中粗糙区为疲劳裂纹达到临界尺寸后的失稳破断区，它的特征与静载拉伸断口中的放射区及剪切唇相同，对于脆性材料此区为结晶状的脆性断口。 c）氢脆断口 试样：含镍、铬等元素的铸钢断口 断口特征：由于材料中含有过量的氢，沿某些薄弱部位聚集，造成很大压应力从而形成裂纹，断口往往是灰白色基体上显现出白色的亮区，或者呈现以材料内部缺陷为核心的银白色斑点，称为鱼眼型白点。 d）冲击断口 试样：作系列冲击试验后的断口（注意保存于干燥器中） 断口特征：冲击断口上一般也可以观察到三个区，缺口附近为裂纹源，然后是纤维区、放射区、二次纤维区及剪切唇，剪切唇沿缺口的其它三侧分布。温度降低时冲击试样断口上各区的比例

金属断口分析

《金属断口分析》 第一章金属的断裂 第一节断裂分类 失效形式：过大的弹性变形；塑性形变；断裂；材料变化。其中危害最大的是破裂特别是断裂。通过对断口形貌特征进行分析从而获得金属断裂机理。一，宏观脆性断裂与延伸断裂 从宏观上看，断裂分为脆性断裂和延性断裂 脆性断裂指以材料表面、内部的缺陷或是微裂纹为源，在较低的应力水平下（一般不超过材料的屈服强度），在无塑性变形或只有微小塑性变形下裂纹急速扩展。在多晶体中，断裂时沿着各个晶体的内部解理面产生，由于材料的各个晶体及解理面方向是变化的，因此断裂表面在外观上呈现粒状。脆性断裂主要沿着晶界产生，称为晶间断裂。其断口平齐。 延性断裂是在较大的塑性变形产生的断裂。它是由于断裂缓慢扩展而造成的。其断口表面为无光泽的纤维状。延性断裂经过局部的颈缩，颈缩部位产生分散的空穴，小空穴不断增加和扩大聚合成微裂纹。 二，穿晶断裂和沿晶断裂 依据裂纹扩展途径不同，断裂分为穿晶断裂和沿晶断裂，或二者兼有。 穿晶断裂是指裂纹穿过晶体内部的途径发生的；穿晶断裂可能是延性的，也可能是脆性的。若断裂是穿过晶体沿解理面断开，但无明显塑性变形为脆性断裂。若穿晶断裂时出现塑性变形则为延性断裂。 沿晶断裂指以裂纹沿着晶界扩展的方式进行。沿晶断裂多为脆性断裂，，但也有延性的。应力腐蚀断口，氢脆断口都是沿晶断裂的脆性断裂。三，韧窝、解理、准解理、沿晶和疲劳断裂 这主要是根据微观断裂机制上而言 四，正断和切断 根据断面的宏观取向与最大正应力交角，断裂方式分为正断和切断 正断性断裂是指宏观断面的取向与最大正应力相垂直，如解理断裂 切断性断裂指宏观断面的取向与最大切应力方向相一致，而与最大正应力成45度

金属材料断口分析的步骤与方法

金属材料断口分析的步骤与方法 断口分析通常是一个从宏观到微观，从定性到定量的分析过程，并且是应用多种仪器联合测试检验的结果，是综合性很强的技术分析工作。因此需要严格的科学态度，精心地、有步骤地进行研究分析。 断口分析步骤： (1)所有试样的选择、鉴定、保存以及清洗; (2)宏观检验和分析(断裂表面、二次裂纹以及其他的表面现象); (3)微观检验和分析; (4)金相剖面的检验和分析以及化学分析; (5)断口定量分析(断裂力学方法); (6)模拟试验。 1 断裂构件的处理及断口的保存 在确定了断裂的金属构件后，就要采取措施把断口保存好，尽快制定分析计划。通常金属构件的断裂不止一个断口，有时要立即判断主断口有困难，此时应该把所有断件收集好，在收集过程中切勿把断口碰伤或对接，也不要在断口上使用防蚀涂层。保护和清理断口是断口分析的一个重要前提。对断口和裂纹轨迹进行充分检查后方可进行清洗。 对于不同情况下的断口应该用不同方法处理： (1)大气中的新鲜断口，应立即放入干燥器内或真空干燥器内而不必清洗。 (2)对于带有油污的断口，首先用汽油，然后用丙酮、三氯甲烷、石油醚及苯等有机溶剂溶去油污，最后用无水乙醇清洗吹干。当浸没处理还不能去除油污时，可使用蒸汽或超声波方法进一步去除。 (3)在腐蚀环境下发生断裂的断口，通常在断口上覆盖一层腐蚀产物，这层产物对于分析断裂原因是非常有用的，但对断口形貌观察常常带来很大的麻烦。在这种情况下，需要用综合分析的方法来考虑。因为有许多腐蚀产物容易水解或分解，因此进行产物分析要抓紧时间，同时不要进行任何清洗和处理。通常把带

有腐蚀产物的断口试样，先用X射线、电子探针、电子扫描显微镜或俄歇能谱仪进行产物分析，得出结论后去掉产物再观察断口形貌。 去掉腐蚀产物有时可采用干剥法。用醋酸纤维纸(称AC纸，由7%的醋酸纤维素、丙酮溶液制成厚度0.1～1mm的均匀薄膜)复型进行清理是最有效的方法之一，尤其是断口表面已经受到腐蚀的时候。将一条厚约1mm合适的AC纸，放在丙酮中泡软，然后拿起来放在断口表面上，在第一张条带的背后衬上一块未软化的AC纸，然后用夹子将复型牢牢地压在断口表面上，干燥后用小镊子把干复型从断口上揭下来。如果断口玷污得很厉害，可将复型操作重复进行，直到获得一个洁净无污染的复型为止。这种方法的一个优点，就是能将从断口上除去的碎屑保存下来，供以后鉴定碎屑使用。还可以用复型法达到长期保存断口的目的。 (4)断口表面不能用酸溶液清洗，以免影响断口分析的准确性。 (5)在潮湿空气中暴露时间比较长、锈蚀比较严重的断口，以及高温下使用的有高温氧化的断口，一定要去除氧化膜后才能观察，以避免假象。若用一般有机溶液、超声波洗涤和复型都不能洁净断口表面时，可采用化学清洗。根据不同的金属材料及氧化层情况可采用不同的化学清洗液。 2 断口的宏观分析 用肉眼、放大镜和实体显微镜对断裂零件进行直接观察与分析的方法，称为宏观分析，其放大倍数通常为100倍以下。 宏观分析的优点是：(1)简便、迅速，试样尺寸不十分受限制，不必破坏断裂零件;(2)观察范围大，能够观察与分析断裂全貌，即裂缝和零件形状的关系、断口与变形方向的关系、断口与受力状态(主应力或切应力)的关系;(3)能够初步判断裂起源位置、断裂性质与原因，缩小进一步分析研究的范围，可为确定进一步分析的取样部位和数量提供线索和依据。因此宏观分析是断裂故障分析中最方便、最常用、最主要的不可缺少的步骤和方法，是整个断裂故障分析的基础。 断裂分析的一个主要内容，就是要确定断裂源的位置及裂纹的扩展方向。金属零件若已断裂成多块，则应把所有断块按原来形状拼起来，但要特别小心不能碰合，然后看其密合程度，密合得最差的为最早断裂，即主断口。分析断裂原因时，只需对主断口进行分析。

铝合金解理断口

铝合金解理断口 铝合金是一种常见的金属材料，具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能。在工程应用中，铝合金常被用作结构材料，用于制造飞机、汽车、船舶等各种工业产品。在铝合金的加工和使用过程中，经常会出现断裂现象，即铝合金的断口。本文将以铝合金解理断口为题，探讨铝合金断口的特点、成因和分析方法。 一、铝合金断口的特点 铝合金的断口通常呈现出以下几种特点： 1. 断口形状多样：铝合金的断口形状可以是平整的、粗糙的、呈现韧突的或者呈现韧性断裂的样貌。 2. 断口颜色明显：铝合金的断口颜色通常呈现出银白色或者灰黑色，有时也会有一些氧化物的颜色。 3. 断口表面有特征：铝合金的断口表面上常常可以观察到沿晶断裂、穿晶断裂或者韧突的特征。 4. 断口有裂纹：铝合金的断口上通常可以观察到裂纹的存在，有时甚至可以发现一些疲劳裂纹或者应力腐蚀裂纹。 二、铝合金断裂的成因 铝合金的断裂通常有以下几个成因： 1. 力学性质：铝合金的断裂与其力学性质有关，包括材料的强度、韧性、硬度等特性。 2. 加工工艺：铝合金在加工过程中可能会出现过度加工、变形不均

匀、应力集中等问题，导致断裂。 3. 缺陷存在：铝合金中可能存在一些微观或者宏观的缺陷，如夹杂物、气孔、夹层等，这些缺陷会成为断裂的起始点。 4. 应力作用：外界应力的作用也是导致铝合金断裂的原因之一，如拉伸、压缩、弯曲等应力。 三、铝合金断口的分析方法 对于铝合金的断口，可以通过以下几种方法进行分析： 1. 断口形貌观察：通过显微镜观察铝合金的断口形貌，分析断口的特征，判断断裂类型和断裂机理。 2. 化学分析：通过对铝合金断口的化学成分进行分析，了解铝合金中的杂质含量以及可能存在的元素偏析情况。 3. 组织分析：通过金相显微镜观察铝合金的组织结构，分析晶粒大小、相分布、孪生等组织特征。 4. 断口硬度测试：通过硬度测试仪对铝合金的断口硬度进行测试，判断断裂的韧性和强度。 在进行铝合金断口分析时，需要综合运用以上多种方法，全面了解断口的特点和成因，从而准确判断断裂的原因，为改善铝合金的性能和提高产品质量提供依据。 总结起来，铝合金的断口是工程应用中常见的现象，通过对断口的观察和分析，我们可以了解铝合金的力学性质、加工工艺和缺陷情

金属断裂失效分析

根据失效分析的目的和要求，一般还要进行实验研究。其内容包括以下几个方面。 1、宏观检验 用肉眼或放大镜检验金属表面，纵横断面、断口上的各种组织和缺陷的方法叫做宏观检验。通过宏观检验能揭示金属的全貌，显示其组织的不均匀性和各种缺陷的形态、分布，对颜色、腐蚀、断裂裂纹的萌生位置及裂纹的走向等都能迅速而准确地识别出来。 进行断口的宏观分析。能得到断裂表面整体的概貌特征，并在一定程度上了解破坏的原因。可确定失效件断裂的裂纹萌生位置，裂纹的扩展方向，判别断裂的类型，构件所承受的应力类型，环境介质、温度对构件断裂的影响，变形程度及磨损情况。 常用的宏观检验方法有酸浸试验、塔形车削发纹试验以及硫印试验等。 (1)酸浸试验 酸浸试样制备时取样部位及数量按有关标准进行，并严防因温度升高而引起组织变化。切取试样用锯、剪、气割和砂轮切割等方式：当用气割试样时，必须将热影响区除去，以免影响检验结果。试样检验面可用车、刨、磨和金相砂纸磨制(02号砂纸)，使表面粗糙度不低于3.2，并用汽油、酒精、苯等清洗去油。酸浸试验方法有三种。第一种是热酸浸蚀试验法。主要用于表面缺陷、夹杂物、偏析区等被浸蚀剂有选择性地浸蚀，表现出可看得见的浸蚀特征。酸蚀试验效果决定于浸蚀剂成分；浸蚀的温度；浸蚀时间及浸蚀面的光洁度。第二种是冷酸浸蚀试验法。冷酸浸蚀试验法是检查钢的宏观组织和缺陷的一种简易方法。冷酸浸蚀是采用室温下的酸溶液浸蚀和擦蚀样面，以显示试样的缺陷。通常，对于不使用热酸浸蚀的钢材或工件（例如工件已加工好，不便切开，又不得损坏工件的表面粗糙度），以及有些组织缺陷用热酸不易显现，有些奥氏体不锈钢用热盐酸不易腐蚀时，均可用冷酸浸蚀法进行试验。第三种电解酸蚀法。电解酸蚀法，就是用15％~20％（容积比）工业盐酸水溶液电解试样表面的试验方法。这种方法的优点是，可以用较稀（15％~20％）的盐酸水溶液在室温下进行浸蚀，可以缩短腐蚀时间，大大地改善劳动条件和卫生环境。此外，因电解腐蚀后盐酸的性质改变不大，一般可循环使用，节约酸液，用电解法显示试样的宏观组织及缺陷比热酸浸蚀法更清晰。 （2）塔形试验 塔形试验是用以检验发纹不同深度的分布的一种特殊试验：由于检验的试样制成“塔”的形状即三级阶梯形，故通常称为塔形试验。塔形试验一般均分为三个阶梯。 试样加工的要求、基本与热酸浸试样相同。试样检验前，也要进行热酸浸，其酸浸液、酸浸规范基本上与热酸浸试验相同，只是一般浸蚀程度略轻，否则会对其后的检验和鉴别造成不利影响。酸浸后，在各个阶梯上会出现一些具有一定长度和一定深度的细小裂纹，即发纹。最后用肉眼或不大于10倍的放大镜进行检查和鉴别。发纹是沿轧制方向分布的，具有一定长度和深度的细小裂纹。一般由于该裂纹很窄，光线射不到底，故只能看到有深度的黑色线条。顺光时，个别较宽的发纹，可以看到灰暗色的底部。

2-1-断口宏观分析实验指导书

实验二断口的宏观分析 一、实验目的 1、熟悉金属材料常见的几种失效形式及类型，了解失效分析中断口观察的目的、意义。 2、掌握断口的基本类型、特点及断口观察分析方法，了解失效分析思路。 3、利用光学显微镜对拉伸和冲击试样进行断口观察分析。 二、实验概述 1、失效的形式及其类型 按失效机理，金属材料的常见失效形式有：变形失效、断裂失效、磨损失效和腐蚀失效等几种主要类型。 （1）变形失效变形通常是机械构件在外载荷作用下，形状和尺寸发生变化的现象。从微观上讲是指材料在外载荷作用下，晶格产生畸变，宏观上发生了变形。若外载消除变形亦消除时，这种变形为弹性变形；若外载消除，晶格不能恢复原样，即畸变不能消除时，称这种变形为塑性变形。变形失效是指机械构件在使用过程中产生过量变形，即不能满足原设计要求的变形量。 变形失效分为弹性变形失效和塑性变形失效两种。弹性变形失效仅是材料的弹性模量发生变化，而与机械构件的尺寸和形状无关；塑性变形失效将导致机械构件表面损伤，其机械构件的形状与尺寸均发生变化。 （2）断裂失效断裂是指金属、合金材料或机械产品在外载荷的作用下分成两部分（或以上）的现象。断裂是个动态的变化过程，包括裂纹的萌生及扩展过程。断裂失效是指机械构件由于断裂而引起的机械设备产品不能完成原设计所指定的功能。 断裂失效按断裂机理不同有如下多种类型：①解理断裂失效；②韧窝破断失效；③准解理断裂失效；④疲劳断裂失效；⑤蠕变断裂失效；⑥应力腐蚀断裂失效；⑦沿晶断裂失效；⑧液态或固态金属脆性断裂失效；⑨氢脆断裂失效；⑩滑移分离失效等。 （3）磨损失效磨损是摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑而不断损伤的现象。磨损失效是指由于磨损现象的发生使机械零部件不能达到原设计功效，即不能达到原设计水平。 磨损失效的主要类型有：粘着磨损失效；磨粒磨损失效；腐蚀磨损失效；变形磨损失效；表面疲劳磨损失效；冲击磨损失效；微振磨损失效等。 （4）腐蚀失效腐蚀是指金属或合金材料表面因发生化学或电化学反应而引起的损伤现象。金属腐蚀虽然在酸洗、化学电源、电解加工、金相浸蚀等方面起着有益于人类的作用，但是它在国民经济上所造成的损失是相当严重的。由于腐蚀作用是机械构件丧失原设计功能的现象称为腐蚀失效。 腐蚀失效的主要类型有：直接化学腐蚀失效；电化学腐蚀失效；点腐蚀失效；局部腐蚀失效；沿晶腐蚀失效；选择性腐蚀失效；缝隙腐蚀失效；生物腐蚀失效；磨损腐蚀失效；氢损伤失效；应力腐蚀失效等。 上述几类主要失效中尤以断裂失效的危害性最大。进行断裂失效分析时,断口观察和分析时重要的环节之一。 2、断口分析 大多数零件的断裂失效是在运行过程中发生的，因此断裂损坏和别的零部件、周围环境和操

金属拉伸试样的断口分析

金属拉伸试样的断口分析 金属拉伸试样是材料科学和工程领域中常用的实验方法之一，用于研究材料的力学性能和物理性质。在拉伸过程中，试样会发生变形、裂纹和断裂等行为，而断口分析对于理解这些行为具有重要意义。本文将从断口形态分析和特征分析两个方面，阐述金属拉伸试样断口的形态变化规律及其对材料性能的影响，同时探讨断口的预测与分析方法。断口形态分析 金属拉伸试样的断口形态通常可以分为韧性断裂和脆性断裂两种。韧性断裂是指材料在拉伸过程中，首先发生均匀变形，随后在局部区域逐渐出现微裂纹，最终形成较大裂纹并导致断裂。脆性断裂则是指在拉伸过程中，材料突然脆断，无明显的塑性变形和裂纹。影响断口形态的因素包括拉伸率、应力和位错运动等。 在韧性断裂中，断口的形态通常为杯锥状断口，其形成与材料的韧性有关。韧性好的材料在拉伸过程中能够承受较大的变形量，因此断口呈现出更为平整的形态。脆性断裂的断口则通常为无杯锥状断口，呈现出较为尖锐的形态特征。 断口特征分析

金属拉伸试样断口的特征可以通过观察和分析断口的形貌、结构和组成等方面来确定。常见的断口特征包括尖角、波状、鱼脊等。这些特征的形成与材料的力学性能和物理性质密切相关。 尖角断口通常出现在试样拉伸的起点处，主要是由于应力集中和局部变形导致的。波状断口则通常出现在试样拉伸的中段，其形成与材料的韧性有关，往往是因微裂纹扩展和合并的结果。鱼脊断口则出现在试样断裂的终点处，通常是因局部区域材料失稳和颈缩导致的。 断口预测与分析 基于金属拉伸试样断口的形态、特征和原因，我们可以预测和分析材料的力学性能和物理性质。例如，通过观察断口的形貌和组成，可以了解材料的断裂方式和机制，进而对其强度、韧性和耐腐蚀性等性能进行评估。同时，通过对断口特征的分析，可以为材料的成分、结构和工艺等方面优化提供依据。 断口分析在金属拉伸试样中具有重要意义，通过对断口形态和特征的观察和分析，可以深入了解材料的力学性能和物理性质。在实际应用中，断口分析可以为材料的研发、生产和应用提供重要参考依据，对于提高材料的综合性能和拓展其应用领域具有重要作用。

铝合金显微组织及断口分析

铝合金显微组织及断口分析铝合金显微组织及断口分析 铝合金是一种非常常见的金属材料，它由铝和其他金属元素的合金组成，具有较高的强度和耐腐蚀性。铝合金在航空、汽车、建筑、电子等领域中得到了广泛应用。了解铝合金的显微组织和断口分析对于了解其性能和使用情况非常重要。 一、铝合金显微组织 铝合金的显微组织是指在显微镜下观察到的铝合金的晶粒结构和相分布。铝合金的显微组织包括几个主要的部分：晶粒、相、晶界等。 1. 晶粒 晶粒是铝合金中最基本的结构单元，铝合金的各种性能特点都与其晶粒结构有关。铝合金的晶粒主要由等轴晶、柱状晶和板状晶三种类型组成。其中，等轴晶是指晶粒的尺寸和方向都差不多，通常是由于加工过程中的流变变形造成的。柱状晶是指晶粒的尺寸长而方向窄，一般是由于加热后的晶粒长大和沿着优选方向生长所致。板状晶是指晶粒的平面尺寸远大于垂直于其平面的尺寸，通常是由于凝固过程中的定向生长造成的。 2. 相

铝合金的相是指铝合金中不同金属元素的不同组合形成的单一物质。不同的相具有不同的晶体结构和物理、化学性质，对铝合金的性能和热处理方式有很大的影响。常见的相有铝基固溶体、析出物、间金属化合物和内应力相等。 3. 晶界 晶界是指不同晶粒之间的界面，其宽度通常为几个原子层。晶界是铝合金中强度不均匀性最明显的部分，热处理和加工过程中的细化、重结晶和稳定化等工艺都会对其产生影响。 二、铝合金断口分析 铝合金的断口分析是指对铝合金的拉伸或断裂过程进行的分析。通过对断口的观察和分析，可以了解铝合金的应力应变特性、塑性和韧性等。 1. 断口类型 铝合金的断口类型通常有两种：韧窝断口和脆裂断口。韧窝断口是指在拉伸过程中，当铝合金达到其极限强度时，所形成的断口。韧窝断口通常是羽毛状的，与金属表面呈45度角。脆裂断口是指在铝合金遭受撞击或受到割伤时，发生的断裂。脆裂断口的表面光滑而平整，通常既无韧窝也无撕裂痕迹。 2. 断口形貌 铝合金的断口形貌可以分为三种类型：拉伸断口、撕裂断口和剪切断口。拉伸断口是铝合金遭受拉伸力时形成的断口，通常表现为韧窝、突出物和颗粒状物。撕裂断口是指铝合金在遭受撞击力或切割力时所形成的断口，通常表现为粗糙的面和

焊接区断口金相分析(图片转文字)

第一章绪论 (1) §1—1断口金相学的发展及任务……………1 一、断口金相学的由来爰发展……………1 二、断口金相学的任务……………………1 三、断口金相学在焊接中的应用…………1 §1—2断口金相的一般技术…………………2 一、断口的保存与清洗………………………2 二、断口的宏观分析技术……………………2 三、断口的微观分析技术……………………3 §2—1§2—2二、v §2-3§3一l §3-2一、氢致延迟裂纹断口特征及其 形成机制………………………………………68 二、淬火裂纹断口特征及其形成机制………87 三、层状撕裂断口特征及其形成机制………93 §3-3焊接再热裂纹断口特征厦形成 机制……………………………………………100 一、裂纹性质，宏观特征爰形成条件…100 二、裂纹形成机制爰断口微观形貌……102 第四章焊接区脆化及脆性断裂 断口形貌分析……………………………108 §4—1焊缝金属的低温脆性及其断口 §1-1断口金相学的发展及任务 一、断口金相学的由来及发展 金属断口分析是一门研究金属断裂表面的科学。由于断裂过程往往是瞬间完成的，所以 靠实验方法直接掌握整个断裂过程的物理现象或断裂机理比较困难，然而，在断裂造成的断 口表面上却往往留下某些反映断裂的物理过程的痕迹或信息。正如考古学家靠分析化石，法 医靠解剖尸体来取得结论那样，断口金相工作者靠对断口表面保留的痕迹的分析 目录

来获得断裂 起因或断裂机制方面的可靠情报。 从中世纪开始，人们已经会运用肉眼或放大镜对金属断口进行宏观分析，16世纪，人 们已懂得用断口的宏观形貌来评定金属材料的质量。如将开缺口的铜锭横向打断，观察断口 以检查铜锭的质量。19世纪，人们已经把断口的宏观形貌进行分类；研究了断口形貌由纤 维状转变为结晶状的影响因素；认识了典型的标准形状拉伸断口的形成与分区等 (2) 作为事 故分析的重要手段。 (2)作为研究金属材料断裂的微观过程机制的重要手段。 由上述可知，断口金相学可以说是近代发展起来的一门学科，它是研究断裂产生的力学 条件与判据的断裂力学，与研究断裂过程微观机理的断裂物理这两门学科之间的桥梁，是把 断裂宏观判据与微观组织参量联系起来的必要手段。因面，近年来它与这两门学科一道，相

金属材料的失效分析

实验序号：7 实验项目名称：金属材料的失效分析 一、实验目的及要求 1.了解失效分析的意义、目的 2..熟悉失效分析的类型及分析思路 3.利用显微镜对失效试样进行断口失效分析 二、实验设备（环境）及要求 金相显微镜、体式显微镜、抛光机、实验样品。 三、实验内容与步骤 ㈠实验内容 1.失效分析的目的 ⑴防止同类失效现象重复发生 ⑵失效分析是机械产品设计、制造的依据 ⑶消除隐患，确保产品安全可靠 ⑷失效分析可以提高产品的信誉 2.失效的形式及其类型 失效的分类比较复杂，按其失效机理将失效分为：断裂失效；变形失效；磨损失效；腐蚀失效等四种类型。 ⑴断裂失效 断裂是指金属或合金材料或机械产品在力的作用下分成若干部分的现象。它是个动态的变化过程，包括裂纹的萌生及扩展过程。 断裂失效是指机械构件由于断裂而引起的机械设备产品不能完成原设计所指定的功能。 断裂失效类型有如下几种：①解理断裂失效；②韧窝破断失效；③准解理断裂失效；④疲劳断裂失效；⑤蠕变断裂失效；⑥应力腐蚀断裂失效；⑦沿晶断裂失效；⑧液态或固态金属脆性断裂失效；⑨氢脆断裂失效；⑩滑移分离失效等。 ⑵变形失效 所谓变形通常是机械构件在外力作用下，其形状和尺寸发生变化的现象。从微观上讲是指金属材料在外力作用下，其晶格产生畸变。若外力消除，晶格畸变亦消除时，这种变形为弹性变形；若外力消除，晶格不能恢复原样，即畸变不能消除时，称这种变形为塑性变形。 变形失效是指机械构件在使用过程中产生过量变形，即不能满足原设计要求时变形量。一般情况下将变形失效分为弹性变形失效和塑性变形失效两种。弹性变形失效将使机械构件表面不留任何损伤痕迹，仅是金属材料的弹性模量发生变化，而与机械构件的尺寸和形状无关；塑性变形失效将导致机械构件表面损伤，其机械构件的形状与尺寸均发生变化。 ⑶磨损失效 磨损是摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑而不断损伤的现象。 磨损失效是指由于磨损现象的发生使机械零部件不能达到原设计功效，即不能达到原设计水平。 磨损失效的类型有：①粘着磨损失效；②磨粒磨损失效；③腐蚀磨损失效；④变形磨损失效；

工程材料基础 机械装备失效分析-断口分析的正确姿势

机械装备失效分析——断口分析的正确姿势 断口取样过后 接下来的步骤当然就是对断口进行分析！ 那么 断口分析的正确姿势应该是怎样的呢？ 快来一起探索吧！ 断口的宏观分析 断口形貌的宏观分析是指在各种不同照明条件下用肉眼、放大镜和体视显微镜等对断口进行直接观察与分析。断口宏观分析以断口的整体形貌特征为出发点，然后根据各种形式的断裂所反映出来的规律进行更进一步的分析和判断。断口的宏观分析使用的放大倍数一般不超过40倍。 1断口宏观分析的任务 断口宏观分析的主要任务是： 1）判断断口的基本特征，变形情况和裂纹的宏观走向； 2）确定断裂的类型和方式，为断裂失效模式诊断提供依据； 3）寻找断裂起源区和断裂扩展方向； 4）估算断裂失效时的应力情况； 5）观察断裂源区有无宏观缺陷等。 总之，断口的宏观分析可为断口的微观分析和其它分析指明方向，在断裂失效分析中起着非常重要的作用和地位。 2断口宏观分析的内容 断口宏观观察主要内容有：

1）断口的平直情况和断口的主要特征形貌； 2）断口的颜色（氧化色、腐蚀产物颜色、夹杂物颜色、光亮情况等）； 3）断口与主正应力（或主切应力）方向的关系； 4）断口与成型方向（轧制方向、流线方向）的关系等。 根据断口宏观观察结果，对断口进行宏观判断时还应兼顾： 1）断裂的位置及其结构特征、周围的工作环境； 2）断裂位置及其附近的变形程度； 3）断裂区域的痕迹特征； 4）断裂源的位置、特征及裂纹的走向； 5）断口的宏观形貌特征； 6）断口的颜色及附着物等。 3断口宏观分析的仪器设备 断口宏观分析的主要手段是人的肉眼、普通放大镜和体视放大镜。 体视显微镜的主要特点是放大倍数较低，景深较大，观察到的影像具有较强的立体感，能够观察较为粗糙的表面，给人以整体而真实的图像。通过专用软件还可以进行图像的三维一体化处理，进行断口上观察到的凸出物高度或凹坑深度测量。 由于体视显微镜观察具有很强的真实感和立体感，观察者完全可以凭直观感觉来理解在体视显微镜中看到的图像。 断口微观分析 断口的微观分析指用电子显微镜、光学显微镜等对断口或裂纹进行观察、鉴别与分析，可有效地的确定断裂类型及机理的过程。在断口观察过程中，发现、识别和表征断裂形貌特征是断口分析的关键。 在观察未知断口时，往往是和已知的断裂形貌加以比较来进行识别。各种材料在不同的外界条件下的断裂机理不同，留在断口上的形貌特征也不同。掌握这方面的知识与经验，是进行断口观察的前提与基础。

铝合金显微组织及断口分析

目录 1 绪论.............................................................. 1.1断口分析的意义............................................... 1.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析............................... 1.3研究方法和实验设计........................................... 1.4预期结果和意义............................................... 2 实验过程.......................................................... 2.1 生产工艺..................................................... 2．1.1 加料 .................................................. 2.1.2 精炼 ................................................... 2.1．3 保温、扒渣和放料 ...................................... 2.1. 4 单线除气和单线过滤 .................................... 2.1. 5连铸................................................... 2.2 实验过程..................................................... 2.2. 1 试样的选取 ............................................ 2.2.2 金相试样的制取 ......................................... 2.2.3 用显微镜观察 ........................................... 2.3 观察方法..................................................... 2.3.1显微组织的观察.......................................... 2.3.2 对断口形貌的观察 ....................................... 3 实验结果及分析.................................................... 3.1对所取K模试样的观察......................................... 3.2 金相试样的观察及分析......................................... 3.2.1 对显微组织的观察 ....................................... 3.2.2 断口缺陷 ............................................... 结论................................................................ 致谢................................................................ 参考文献............................................................ 附录................................................................

金属的断裂条件及断口

金属的断裂条件及断口 金属在外加载荷的作用下，当应力达到材料的断裂强度时，发生断裂。断裂是裂纹发生和发展的过程。 1,断裂的类型 根据断裂前金属材料产生塑性变形量的大小，可分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂：断裂前产生较大的塑性变形，断口呈暗灰色的纤维状。脆性断裂：断裂前没有明显的塑性变形，断口平齐，呈光亮的结晶状。韧性断裂与脆性断裂过程的显著区别是裂纹扩散的情况不同。 韧性断裂和脆性断裂只是相对的概念，在实际载荷下，不同的材料都有可能发生脆性断裂；同一种材料又由于温度、应力、环境等条件的不同，会出现不同的断裂。 2,断裂的方式 根据断裂面的取向可分为正断和切断。正断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向垂直，一般为脆断，也可能韧断。切断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向呈45°,为韧断。 3,断裂的形式 裂纹扩散的途径可分为穿晶断裂和晶间断裂。穿晶断裂：裂纹穿 过晶粒内部，韧断也可为脆断。晶间断裂：裂纹穿越晶粒本身，脆断机器零件断裂后不仅完全丧失服役能力，而且还可能造成不应有的经济损失及伤亡事故。断裂是机器零件最危险的失效形式。按断裂前是否产生塑性

变形和裂纹扩展路径做如下分类。 韧性断裂的特征是断裂前发生明显的宏观塑性变形，用肉眼或低倍显微镜观察时，断口呈暗灰色纤维状，有大量塑性变形的痕迹。脆性断裂则相反，断裂前从宏观来看无明显塑性变形积累，断口平齐而发亮，常呈人字纹或放射花样。 宏观脆性断裂是一种危险的突然事故。脆性断裂前无宏观塑性变形，又往往没有其他预兆，一旦开裂后，裂纹迅速扩展，造成严重的破坏及人身事故。因而对于使用有可能产生脆断的零件，必须从脆断的角度计算其承载能力，并且应充分估计过载的可能性。.金属 材料产生脆性断裂的条件 (1)温度任何一种断裂都具有两个强度指标，屈服强度和表征裂纹失稳扩散的临界断裂强度。温度高，原子运动热能大，位错源释放出位错，移动吸收能量；温度低反之。 (2)缺陷材料韧性裂纹尖端应力大，韧性好发生屈服，产生塑性变形，限制裂纹进一步扩散。裂纹长度裂纹越长，越容易发生脆性断裂。缺陷尖锐程度越尖锐，越容易发生脆性断裂。 (3)厚度钢板越厚，冲击韧性越低，韧-脆性转变温度越高。原因：(A)越厚，在厚度方向的收缩变形所受到的约束作用越大， 使约束应力增加，在钢板厚度范围内形成平面应变状态。（B）冶金 效应，厚板中晶粒较粗大，内部产生的偏析较多。 （4）加载速度低强度钢，速度越快，韧-脆性转变温度降低。