断口失效分析实验报告

1、表1所观察金属断口的宏观形貌特征样品 代号样品材料特征承载类型断裂类型DiS135颈缩有拉伸韧性断裂纤维区粗糙度表面粗糙不平凹凸度凹凸不平色泽断口呈灰色无光泽形貌特点锯齿状形貌放射区粗糙度粗糙凹凸度凹凸不平色泽暗灰色形貌特点放射花样剪切唇粗糙度相对光滑凹凸度表面光滑色泽光亮形貌特点形状如杯D2TC18颈缩无拉伸韧性断裂结晶区粗糙度粗糙度较小凹凸度凹凸不平色泽金属光泽形貌特点细晶状断口解理区粗糙度较小粗糙凹凸度凹凸不平色泽光亮金属光泽形貌特点解理台阶D322Gr颈缩有冲击脆性断裂纤维区粗糙度较大凹凸度较小色泽灰暗形貌特点细小平行纤维状放射区粗糙度大凹凸度较小色泽光亮金属光泽形貌特点放射花样剪切唇

2、粗糙度较小凹凸度较小色泽光亮金属光泽形貌特点远离缺口区域较小D4S135颈缩有疲劳脆性断裂疲劳弧线有裂纹稳定扩展区粗糙度断口表面较粗糙凹凸度较粗糙色泽表面较光亮形貌特点放射棱线裂纹快速扩展区粗糙度粗糙凹凸度较小色泽光亮形貌特点解理台阶表2所观察金属断口的微观形貌特征样品 代号样品材料特征承载类型断裂类型DiS135纤维区位于试样中心呈现岀齿形环状分布拉伸韧性断裂放射区存在放射线条且平行裂纹扩展方向剪切唇表面光滑与拉伸轴呈 45角D2TC18结晶区端口光亮平齐呈结晶状拉伸脆性解理区平齐的解理面存在台阶、河流花样D322Cr纤维区大量撕裂韧窝，呈平行状分布与裂纹扩展方 向一致冲击脆性放射区放射线和

3、裂纹扩展方向平行剪切唇平面呈现韧窝、倾斜存在撕裂棱D4S135裂纹源区有涟波、放射线逆向收敛于裂纹源疲劳脆性裂纹稳定 扩展区存在解理台阶、疲劳条带和河流花样裂纹快速扩展区存在倾斜深而大的韧窝图1 D1断口样品宏观图像图2 D2断口样品宏观图像图3 D3断口样品宏观图像图4 D3断口样品宏观图像(3 )复制所观察的各断口各区域的 微观形貌图；指出其微观特征。图5 D1断口样品纤维区特征：图5显示了 Di断口中心部位纤维区即本断口的裂纹源的显微形貌：由 等轴 韧窝组成，大多数韧窝较 小 、较 浅，此区域属 韧 性断裂。图7 Di断口样品剪切唇区特征：图7中左图显示了 Di样品剪切唇区的显微形貌：非

4、等轴剪切韧窝。右图显示了大韧窝底部的显微形貌：带有涟波纹的 滑移区韧性断裂。较浅 的。此区域属图6 D1断口样品放射区特征：图6中左图显示了放射区放射状的韧窝台阶； 右图显示了放射区的显微形貌： 由 大量 较大 的 剪切 韧窝与滑移平直区、撕裂棱等混合组成。此区域属韧 性断裂。©图8 D2断口样品结晶区特征：图8显示了 D2样品中心部分结晶区的显微形貌，其显现出平直的晶粒外形，晶界面上有大量细小的韧窝或有细长的 裂纹。此区域属沿 晶断裂、脆 性断裂。图9 D2断口样品解理区特征：图9显示了 D2样品边缘部分解理区的显微形貌： 理 台阶、河流 花样等组成。此区域属 穿由平齐的解理 面以

5、及解 晶断裂、脆 性断裂。图10 D3断口样品裂纹源区特征：图10显示了 D3样品裂纹源的形貌：最下部为V形缺口处的连波纹；左图次下部（右图中部）为 裂纹源 区；左图上部为裂纹扩展区。图11 D3断口样品纤维区特征：图11显示了 D3样品纤维区的形貌：由小 、多的撕裂韧窝组成，韧窝成行排列，每排韧窝的排列方向与裂纹扩展方向一致。此区域细小韧窝居多，属 脆 性断裂。图12 D3断口样品放射区放射花样特征：图12显示了 D3样品放射区放射花样形貌。 放射花样与裂纹扩展方向一致图13 D3断口样品放射区显微形貌特征：图13显示了 D3样品放射区的显微形貌：由舌状花样、河流花样、解理台阶、滑 移平直区

6、及撕裂棱等混合组成，此区域属脆性断裂。图14 D3断口样品剪切唇区特征：图14显示了 D3样品剪切唇区的显微形貌：由平而浅、倾斜的 滑移 韧窝、 撕裂棱等组成。大韧窝底部为带有涟波纹的滑移平直区。此区域属韧性断裂。图15 D4断口样品裂纹源区特征：图15显示了 D4样品裂纹源的形貌。左图最下部：样品边缘的连波纹；左图次下 部：放射线逆向收敛指向疲劳源区。裂纹源处有小夹杂。右图显示了 D4样品裂纹源附近、裂纹稳定扩展第一阶段的显微形貌，由放射线、解理 台阶、河流花样、舌状花样、早期疲劳带等组成。此区域属脆 性断裂。图16 D4断口样品裂纹稳定扩展区特征：图16显示了 D4样品裂纹稳定扩展区第二阶

7、段的显微形貌，由平行的疲劳 条带、平行的多条二次裂纹以及放射线、 解理台阶、河流花样、舌状花样等组成。此区域属 脆 性断裂。图仃D4断口样品弧形线特征：图17中左图显示了 D4样品裂纹快速扩展区弧形线的形貌，右图显示了弧形线放大后的形貌，为平行的弧形滑移 带。图18 D4断口样品裂纹快速扩展区特征：图18显示了 D4样品裂纹快速扩展区的形貌： 由倾斜、稍拉长且深而大的 等轴 韧窝组成。此区域属韧 性断裂。思考题答案1对于一般情况。疲劳应力低于材料屈服强度，因此。在发 生疲劳断裂前材料均会发生一定量的塑性变形，只是对于塑 性材料来说发生塑性变形量大而相对于脆性材料来说其发 生相对甚微。2对于脆性材料而言。长期反疲劳积聚下达到一定程度后裂 纹萌生。当其扩