断口分析剖析
断口分析-文档资料
河流花样起源于孪晶界
河流花样起源于夹杂
河流花样起源于析出相
河流花样起源于晶粒内部
河流花样在扩展过程中遇到倾斜晶界、扭转晶界和普通大角 度晶界时河流形态发生改变。
裂纹与小角度倾斜晶界相交时，河流连学地穿过晶界。小角度
倾斜晶界是由刃型位错组成。晶界两侧晶体取向差小，两侧晶体 的解理面也只是倾斜一个小角度。因此裂纹穿过时河流花样顺延 到下一个晶粒。
在金属的韧窝断口中，一般最常见的是尺寸大小各 不相等各不相等的韧窝，如大韧窝周围密集着小韧窝 的情况。
SEM 大韧窝周围密集着小韧窝
TEM
韧窝大小、深浅及数量取决于材料断裂时夹杂物或
第二相粒子的大小、间距、数量及材料的塑性和试验温
度。如果夹杂物或第二相粒子多，材料的塑性较差则断
口上形成的韧窝尺寸较小较浅。反之则韧窝较大较深。 成核的密度大、间距小、则韧窝的尺寸小。在材料的 塑性及其他试验条件相同的情况下，第二相粒子大， 韧窝也大；粒子小，韧窝也小。韧窝的深度主要受材 料塑性变相能力的影响。材料的塑性变形能力大，韧 窝深度大，反之韧窝深度小。
低碳钢解理断口河流花样
河流花样形成示意图
（1）解理台阶产生机制
①两个不在同一个平面上的解理裂纹通过与主解埋面相垂直 的二次解理形成解理台结，如图所示．
二次解理
C103铌合金氩弧焊焊缝断口上的解理台阶
②解理裂纹与螺位错相交形成台阶。解理裂纹与螺位错相交 产生一个布氏矢量大小的台阶。裂纹扩展过程中如与多个同号 螺位错相交，矢量不断叠加，达到一定程度便产生一个能够观 察到的台阶。裂纹与异号螺位错相交台阶就抵消或减少。
载荷作用等外部因素；焊接裂纹、焊缝夹杂、气孔严 重及焊后热处理条件不当；压力容器在低温或与有害 介质接触，环境介质与拉伸应力共同作用而产生的应 力腐蚀断口；上述零件的断裂经常呈解理断口，氢脆 断口有时也可见到解理断裂。
螺栓断口失效分析
1、解理断裂（大多数情况下为脆性断裂）2、剪切断裂1、静载断裂（拉伸断裂、扭转断裂）2、冲击断裂3、疲劳断裂1、低温冷脆断裂2、静载延滞断裂（静载断裂）3、应力腐蚀断裂4、氢脆断裂断口微观形貌（图3/4/5/6），断口呈脆性特征，表面微观形貌为冰糖状沿晶断裂，芯部为沿晶+准解理断裂，在断裂的晶面上有细小的发纹状形貌。
结论：零件为沿晶断裂的脆性断口。
断口呈脆性特征，表面微观形貌沿晶断裂，芯部为准解理断裂；终断区（图4）微观为丝状韧窝形貌，为最终撕裂区结论：断口为脆性断裂宏观断口无缩颈现象且微观组织多处存在剪切韧窝形貌，为剪切过载断裂断口。
综上分析：零件为氢脆导致的断裂，氢进入钢后常沿晶界处聚集，导致晶界催化，形成沿晶裂纹并扩展，导致断面承载能力较弱，最终超过其承载极限导致断裂典型氢脆断口的宏观形貌如右图所示：氢脆又称氢致断裂失效是由于氢渗入金属内部导致损伤，从而使金属零件在低于材料屈服极限的静应力持续作用下导致的失效。
氢脆多发生于螺纹牙底或头部与杆部过渡位置等应力集中处。
断口附近无明显塑性变形，断口平齐，结构粗糙，氢脆断裂区呈结晶颗粒状，一般可见放射棱线。
色泽亮灰，断面干净，无腐蚀产物。
应力腐蚀也属于静载延滞断裂，其断口宏观形貌与一般的脆性断口相似，断口平齐而光亮，且与正应力相垂直，断口上常有人字纹或放射花样。
裂纹源区、扩展区通常色泽暗灰，伴有腐蚀产物或点蚀坑，离裂纹源区越近，腐蚀产物越多。
应力腐蚀断面最显著宏观形貌特征是裂纹源表面存在腐蚀介质成分贝纹线是疲劳断口最突出的宏观形貌特征，是鉴别疲劳断口的重要宏观依据。
如果在宏观上观察到贝壳状条纹时，在微观上观察到疲劳辉纹，可以判别这个断口属于疲劳断口。
断口失效分析实验报告
表1 所观察金属断口的宏观形貌特征表2 所观察金属断口的微观形貌特征图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D1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7 D1断口样品剪切唇区特征：图7中左图显示了D1样品剪切唇区的显微形貌：非等轴、较浅的剪切韧窝。
右图显示了大韧窝底部的显微形貌：带有涟波纹的滑移区。
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：由平齐的解理面以及解理台阶、河流花样等组成。
此区域属穿晶断裂、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。
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。
6-断口失效分析技术
工程中的疲劳断裂
微动磨蚀疲劳－两个紧配合零件表面之 间发生周期性的、幅值极小的相对运动 而造成的磨损腐蚀疲劳
a
b
40CrNiMoA钢旋翼梳状接头耳孔的微动磨蚀 疲劳断口形貌 a.磨蚀坑 b.磨蚀裂纹
68
工程中的疲劳断裂
多次冲击疲劳－承受冲击载荷的零件， 如锤杆、凿岩机活塞和钎尾等，其冲 击能量小于一次冲击断裂的能量，经 多次（>1000次）冲击后发生断裂， 称为小能量多次冲击疲劳
f.4000×
c.900×
d.1000×
e.1200×
59
铸镁合金脆性疲劳辉 纹的形貌
依据微观变形： a.延性疲劳辉纹：光滑连续 b.脆性疲劳辉纹：放射解理台 阶分割
60
请仔细辨认易混淆的花样
61
工程中的疲劳断裂
高周疲劳、低周疲劳和高低周复 合疲劳
800×
800×
高低周复合应力疲劳断口的微观形貌 a.多条复合辉纹 b.单条复合辉纹
按照断裂过程的先后有三个 明显的特征 疲劳源区 扩展区 瞬断区 特点 名义应力远低于屈服，甚 至低于弹性极限 缺陷、表面、形状、环境 敏感性 突然性
分类： （载荷、寿命）低周、 高周 （载荷）轴向疲劳：拉 -拉、拉-压、脉动；弯 曲（单向、双向、旋转） 扭转、振动 （载荷源、环境）机械、 热、高温、腐蚀、接触、 微动等
通过二次解 理形成的解 理台阶
解理裂纹与螺位错相交形成 解理台阶的示意图
42
河流花样形成过程示意图
特征2—河流花样
43
特征3—舌状花样
解理舌状花样 SEM 2000×
舌状花样的形成示意图
44
特征4—鱼骨花样
解理羽毛状花样1000× 鱼骨状花样2000×
断口分析
故障件的断口分析在形形色色的故障分析过程中，人们常会看到一些损坏零件的断口，但是人们缺乏“读懂”它的经验，不能从它的断口处判断其损坏1.2.2-12-2属光泽的断层；而内层呈银灰色白亮条状新断口（见图1）。
图13.典型的金属疲劳断口典型的疲劳断口定会出现疲劳裂纹源区、裂纹扩展区和瞬时断裂区三个特征。
断口具有典型的“贝壳状”或称“海滩状”。
3-1疲劳裂纹源区：是疲劳裂纹萌生的策源地，它处于机件的表面，形状呈平坦、白亮光滑的半圆或椭圆形，这是因为疲劳裂纹的扩展过程速度缓慢，裂纹经反复挤压摩擦而形成的。
它所占有的面积较其他两个区要小很多。
疲劳裂纹大多是因受交变载荷的机件表面有缺陷；譬如裂纹、脱碳、硬伤痕、焊点等缺陷形成应力集中而引起的。
疲劳裂纹点在同一个机件上可能有多处，换句话说可能3-23-3要点:疲劳宏观断口的特征断口拥有三个形貌不同的区域：疲劳源、疲劳区、瞬断区。
随材质、应力状态的不同，三个区的大小和位置不同。
1、疲劳裂纹源区裂纹的萌生地；裂纹处在亚稳扩展过程中。
由于应力交变，断面摩擦而光亮。
加工硬化。
随应力状态及应力大小的不同，可有一个或几个疲劳源。
2、疲劳裂纹扩展区（贝纹区）断面比较光滑，并分布有贝纹线。
3图2图3故障的可能因素有二：1）在极限载荷下产生的弯曲断裂2）材料与工艺上的原因首先作一简单验算（见图4）：已知：前稳定杆扭转角刚度Kβ=5000Nm/rad=5000/57.3=87.3Nm/度稳定杆作用力半径R=355mm=0.355m当汽车满载，车轮上下跳动±100mm时，稳定杆的工作扭角β=±7.5°拉杆11）。
212）断口有两个区域，一为暗区（已产生的裂纹断面）；另一为亮区（新拉裂的断面）。
3）在暗区边缘沿花键根部有一明显的淬火裂纹（因它而扩散到整个暗区，形成断裂面）。
4）断口金相颗粒比较细小均匀，说明热处理正常。
图23．基本分析1）暗区系零件中频淬火时，因花键根部出现淬裂导致该区大面积与主体裂开。
断口分析
断口分析1.弹性不匹配的裂纹形核：晶粒间由于取向，化学成分不同，弹性模量是不一样的，外部施加的应力或内部产生的应力在两个经理内产生不同的弹性应变，从而可能导致局部的高应力，并通过形成裂纹加以释放。
2.结晶固体中的塑性形变引起的裂纹形核：低温下的结晶材料，如金属和陶瓷，会发生剪切形变。
从微观结构的层次来看，这是由单个位错的滑动(滑移)或大批的位错协调移动(局部形变孪生)引起的晶体内或晶粒内的剪切形变。
由此产生的剪切应力可能局限在一个窄带内。
当剪切带遇到障碍，例如晶界或者第二相粒子，在剪切带尖上会产生很大的局部应力，这就引起了裂纹形核。
材料的晶体结构及外加应力的方向决定了滑移面或孪生面的方向以及剪切发生的方向。
裂纹形核的平面与材料的晶体结构和“障碍”界面的强度密切相关。
由于结晶解理，裂纹产生在同一晶粒的剪切带中。
当然裂纹也可能会产生在“障碍”处，或者在材料中弱界面处，沿界面形成。
高应力集中也可能会通过普通的塑性形变而不是裂纹形核释放出来。
裂纹是否产生取决于多个不同变量，包括剪切应力大小、障碍的强度、形变动力学以及滑移系的几何性质等。
有些材料比较易碎，容易产生裂纹，是因为无法释放由于塑性形变所产生的高的应力集中。
3.塑性孔洞聚合引起的裂纹形核：这种机制多发生于很多含有刚性颗粒的延性固体中，具体细节取决于固体的微观结构。
当受力变形时，延性基体通过两种方式产生形变:晶体材料的滑移，或者在非晶和半结晶体材料中更为普遍的剪切过程，但其中的坚硬颗粒不会发生形变。
因此，随着颗粒周围产生的许多塑性孔洞，颗粒和基体开始分离。
而一旦形核，由于基体的进一步剪切或高温下的扩散过程，塑性孔洞会不断扩大。
最终，不断变大的塑性孔洞的应力场会彼此交互作用，基体剪切应力逐渐集中到颗粒之间的区域，导致其与基体的分离而形成裂纹。
裂纹是由不规则排列的多个聚集的塑性孔洞构成的。
这说明，裂纹可能是由许多较小的裂纹形成的，在本例中指的就是刚性颗粒与基体界面间的小裂纹。
金属断口机理及其分析
⾦属断⼝机理及其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：断裂应⼒（剩余强度） a ：裂纹深度（长度） Y ：形状系数（与试样⼏何形状、载荷条件、裂纹位置有关）脆性材料K 准则：KI 是由载荷及裂纹体的形状和尺⼨决定的量，是表征裂纹尖端应⼒场强度的计算量； KIC 是材料固有的机械性能参量，是表⽰材料抵抗脆断能⼒的试验量第⼆章裂纹源位置的判别⽅法： T 型法（脆断判别主裂纹），分差法（脆断判别主裂纹），变形法（韧断判别主裂纹），氧化法（环境断裂判别主裂纹），贝纹线法（适⽤于疲劳断裂判别主裂纹）。
6-断口失效分析技术
4
1.2 断口分析的任务
确定断裂的宏观性质 确定断口的宏观形貌 查找裂纹源区的位置及数量 确定断口的形成过程 确定断裂的微观机制 确定断口表面产物的性质，该产物是否参 与了断裂过程等
5
1.3 断口含义
断口分析是失效分析的基础 断口是指：具备断口的形貌和宏微观特征
30CrMnSiNiA钢脆断断口 1.源区 2.扩展区（内有人字纹） 3.撕裂区
33
2.4 三种断口特征的比较
几种断裂宏观特征
塑性断裂
脆性断裂
疲劳断裂
切断型
正断型
缺口脆性
低温脆性
低周疲劳
高周疲劳
34
断面特征
放射
切断型
不出现，在 高强度钢中 有时出现 不出现
正断型
不出现
缺口脆性
明显
低温脆性
不太明显
弹簧的脆性扭转断口，断面 与轴线成45度
低温拉 伸脆性 断口 （无纤 维区只 有放射 区)
1056钢轴（表面硬化，表面硬度19 60HRC， 心部20HRC）的冲击弯曲过载断裂
断口三要素在断裂失效分析中的应用
裂源位置
裂纹扩展方向 断口上有二或三种要素区时，剪切唇区是最后断 裂区
20
2.2 疲劳断口宏观特征
14
静载荷试样宏观断口三要素
（无缺口）断口三要素示意图
断口实际形貌
15
缺口圆形拉伸试样 断口三要素示意图
冲击断口三要素分布、 形状及位置示意图
16
矩形拉伸试样 断口三要素变 化示意图
17
一次过载断裂-应力取向与宏观断裂路径
圆形试样在拉伸、扭转、压缩与弯曲载荷 下的应力取向与宏观断裂路径
6-断口失效分析技术
匹配断面上的辉 纹、二次裂纹和滑 移线
55
表面刀痕 12.5×
内部夹杂物 120×疲来自源56AlZnMg合金锯齿状断口
切向断口--轮胎压痕：突 出质点、突出部分
切向疲劳断口主要微观形貌：
平面状断口（平滑、光亮） 平行锯齿状断口 轮胎花样
57
正向疲劳断口的示意图 疲劳平台
疲劳台阶或脊棱 疲劳辉纹
85
86
87
88
89
90
91
92
螺栓断口 93
汽车座椅螺钉断口
–断口（肉眼可观察、具有一定的大小） –裂纹（小断口，有时肉眼无法观察） –二次裂纹：具备和断口一样的性质-- “替补
队员”
6
7
1.4 断口分析的技术手段
断口的常用分析方法是宏观和微观方法
–肉眼、或低倍放大镜或体视显微镜
断口全貌（断口位置、颜色、方向性的标志） 判断裂源位置、数量、断裂类型及性质
单晶体 由应力诱导解理断 裂(呈脆性)到应变诱 导（伴随大的延性） 解理断裂的转变
＜T c解理 ＞T c塑变后解理
41
特征1--解理台阶
1
解理裂纹与螺位错相交形成 解理台阶的示意图
解理台阶的会合 a.异号台阶会合使台阶消失 b.同号台阶会合使台阶增大
通过二次解 理形成的解 理台阶
42
河流花样形成过程示意图
40Cr钢回火脆性断口1000× 杂质元素偏聚
49
炉胆焊缝：奥氏体+沿晶界析出的σ相
50
高温持久试样断口50×
2Cr12MoV钢淬火裂纹 断口50×
对比：304高温持久试样断口
51
3.5 疲劳断口
裂纹萌生（表面、应力集中处）→裂纹扩展→过载断裂 机制：
断口分析-文档资料
22Cr双相不锈钢板材的冲击断口
45钢断口形貌
从以上的分析可知：剪切韧窝与撕裂韧 窝形状没有什么区别，只从照片上很难区分， 必须对断口两侧作对应研究，看凸向是否相 同才能确定。
§3.2 韧窝的尺寸
§3.2.1 韧窝的尺寸
韧窝的尺寸包括它的平均直径和深度。影响韧窝尺寸 的主要因素为第二相质点的尺寸、形状、分布，材料本 身的相对塑性、变形硬化指数，外加应力、温度等。
12Cr1MoV980℃正火+720 ℃回火
GH4037钢的不同受力状态下的宏观断口
断口比较平坦，呈颗 粒状。断口主要为放 射区，有粗糙的放射 棱，为典型脆性断口。
断面平坦，断口呈颗 粒状，也是典型的脆 性断口。
“放射状”或“人字形”花样：解理断口另一宏观特 征是具有放射状条纹或人字条纹。放射条纹的收敛处和 人字纹的尖端为裂纹源。“人字纹”形态反映材料性质 与加载速度。材料机械性能相同时加载速度越大“人字 纹”愈明显。加载速度相同时，材料脆性越大“人字纹” 愈明显。
舌状花样
3.扇形花样 当解理裂纹起源于晶界附近的晶内时，河流花样
以扇形的方式向外扩展。根据扇形花样可以判断裂 纹源及裂纹局部扩展方向。
A3钢的扇形河流花样
4.鱼骨状花样
在体心立方金属材料中例如碳钢、不锈钢有时看到形状类 似鱼脊骨的花样。中间脊线是{100}[100]解理造成的，两侧 是{100}[100]和{112}[110]解理所引起的花样。
载荷作用等外部因素；焊接裂纹、焊缝夹杂、气孔严 重及焊后热处理条件不当；压力容器在低温或与有害 介质接触，环境介质与拉伸应力共同作用而产生的应 力腐蚀断口；上述零件的断裂经常呈解理断口，氢脆 断口有时也可见到解理断裂。
解理断裂通常是在没有觉察到的塑性变形的情况下 发生的脆性断裂。体心立方晶系一般沿{100}面解理， 也可以沿{110}、 {112}、 {111}等晶面解理。密排 六方晶体常常沿{0001}发生解理。面心立方金属由于 有大量滑移系统一般情况不发生解理断裂，但是在特 殊情况，例如冬季低温、腐蚀环境或材质较差条
断口分析断口分析技术详解演示文稿
采用与金相浸蚀剂相同的腐蚀试剂浅腐蚀断口表面可同时显 பைடு நூலகம்断口形貌与显微组织。
利用位向腐蚀坑技术即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。表 中给出腐蚀坑技术中常用腐蚀剂。腐蚀时间一般为几秒至十 几秒。
透射电子显微镜（TEM）
塑料-碳二级复型用来观察断口形态，它能给出扫描电镜所 不能分辨的细节并可以在更高的倍率下观察这些细节。例如 图中为钢的疲劳条纹，放大28000倍。
在腐蚀环境下发生断裂断口，一般先用X射线、电子 探针或能谱仪分析腐蚀产物成份、结构后再观察分析 断口。因为这些腐蚀产物对分析断裂原因是有利的。 化学清洗或多或少损坏断口形貌，一般只能最后使用。 事故断口分析中不急于清除表面覆盖物，必须认真分 析覆盖物确认对分析无价值后再消洗。
断口的保存：拿到断口属最好立即观察，否则采用如下方法 保存
清洗
a.对油污染的断口先用汽油沉去油腻，再把断口放入盛有丙酮、 石油醚或三氯甲烷等有机溶液的玻璃皿内，将玻璃皿故人超 声波振荡器件进行超声清洗。
b.对在潮湿空气中暴露时间比较长锈蚀比较严重的断口，去除 氧化膜后才能观察。可先用有机溶液、超声波或复型法清洗。 如果效果不好的话就要用化学方法清洗．见表。经化学清洗 后的断口应立即放入稀Na2CO3或NaHCO3溶液中清洗，然 后再用蒸馏水、酒精清洗、吹干保存。
常见断口特征
解理断口
断口分析设备
扫面电子显微见（SEM）常用功能
观察断口表面形貌。 观察与断口成一定角度的剖面组织，研究断口形貌与显微组
织之间的对应关系、裂纹走向、断裂机理。图为双相钢断口 剖面照片。 配有能谱或波谱的扫描电镜上可进行断口上夹杂物、第二相 或微区成份分析。 在配有动态拉伸台的扫描电镜上可以观察拍照拉仲样品裂纹 萌生、扩展直至断裂全过程。
断口分析报告
断口分析报告1. 背景断口分析是一种通过观察和研究材料的断口特征，以了解材料断裂的原因和性质的方法。
断口分析在材料科学、工程和事故调查等领域都有广泛的应用。
本报告旨在对某一断口进行分析，以确定断裂原因并提供相关建议。
2. 断口特征通过对断口的观察，我们可以得出以下一些断口特征：2.1 断裂模式根据断裂的形态和特征，我们可以将断裂模式分为以下几种类型：•韧性断裂：断口较为平整，可见一些拉伸痕迹。
•脆性断裂：断口光滑，没有明显的变形或拉伸痕迹。
•疲劳断裂：断裂面呈现出扇形状的纹理，通常伴随着细小的裂纹。
2.2 断口形貌根据断口的形貌，我们可以得到以下一些关键信息：•断口表面的平整程度，可以判断材料的韧性。
•断口表面的颜色和气泡，可以了解材料的杂质含量和成分。
•断口表面的纹理和条纹，可以用于判断断裂过程中的应力分布和应力集中。
2.3 断口特征的意义通过对断口特征的分析，我们可以初步判断断裂原因、材料的性能和失效机制。
断口特征的意义如下：•韧性断口表明材料具有较好的韧性和延展性。
•脆性断口表明材料可能存在缺陷或材料本身较脆性。
•疲劳断裂表明材料长期受到了交变载荷的影响，可能需要进行疲劳寿命的评估。
3. 断裂原因分析基于对断口特征的观察和分析，我们进行进一步的断裂原因分析。
断裂原因分为以下几个方面：3.1 材料缺陷材料缺陷是引起断裂的常见原因之一。
缺陷可以存在于材料的制备、成型和使用过程中。
常见的材料缺陷包括：气孔、夹杂物、夹层等。
通过观察断口特征，我们可以判断是否存在明显的材料缺陷。
3.2 施加载荷材料在受到外部力的作用下可能会发生断裂。
施加在材料上的载荷可能包括拉力、压力、剪切力等。
通过观察断口形貌和纹理，我们可以初步判断受力方向和载荷大小。
3.3 环境因素环境因素也可能对材料的断裂起到一定的影响。
例如，高温、湿度、腐蚀等环境条件可能导致材料的性能变化和失效。
通过分析断口的颜色、气泡等特征，我们可以初步判断是否存在环境因素导致的断裂。
材料断口分析
材料断口分析材料断口分析是一种重要的金相分析方法，通过观察金属材料在受力作用下的断口形貌，可以了解材料的性能和断裂特点。
在工程实践中，材料断口分析可以帮助工程师和科研人员更好地理解材料的性能，为材料的选用、加工和改进提供重要依据。
首先，材料断口分析需要对断口形貌进行详细的观察和描述。
通常情况下，金属材料的断口形貌可以分为韧性断口、脆性断口和疲劳断口三种类型。
韧性断口表现为比较光滑的断口，通常发生在具有良好塑性的金属材料上，表明材料具有较好的韧性和延展性。
脆性断口则表现为比较粗糙的断口，常见于强度较高但塑性较差的金属材料上，表明材料的抗拉强度较高但延展性较差。
疲劳断口则表现为呈现出一定的条纹状和海浪状的形貌，通常发生在金属材料长期受到交变载荷作用下，表明材料具有较好的耐疲劳性能。
其次，材料断口分析需要结合金相显微镜等仪器进行金相组织的观察和分析。
金相组织的观察可以帮助我们更加深入地了解材料的内部结构和性能。
通过金相显微镜观察，我们可以清晰地看到金属材料的晶粒结构、夹杂物分布和相变组织等信息，这些信息对于分析材料的性能和断裂特点具有重要意义。
最后，材料断口分析还需要进行断口形貌和金相组织的综合分析。
通过综合分析，我们可以更加全面地了解材料的性能和断裂特点，为材料的选用、加工和改进提供科学依据。
在实际工程中，材料断口分析可以帮助我们及时发现材料存在的问题，并采取相应的措施进行改进，保证工程的安全可靠性。
综上所述，材料断口分析是一种重要的金相分析方法，通过观察金属材料在受力作用下的断口形貌和金相组织，可以全面地了解材料的性能和断裂特点。
在工程实践中，材料断口分析具有重要的应用价值，可以为工程设计和科研实验提供重要依据，推动材料科学的发展和进步。
断口分析报告
断口分析报告1. 引言本报告旨在对断口分析进行详细的说明和解释。
通过针对断口现象进行观察和分析，我们可以获得有关材料性能、工艺参数和破裂机制的重要信息。
断口分析是材料科学和工程领域中常见的实验技术，它对于材料的质量控制、故障分析和产品改进具有重要意义。
2. 断口形貌观察断口形貌观察是断口分析的第一步。
通过使用光学显微镜或扫描电子显微镜，我们可以对断口的形貌进行详细观察和分析。
断口形貌可以提供有关断裂过程和破坏模式的重要线索。
2.1 层状断口层状断口是一种常见的断口形貌，它表现为明显的层状结构。
这种断口形貌通常与延性材料的断裂机制相关，如拉伸载荷下的金属断裂。
2.2 河流状断口河流状断口是另一种常见的断口形貌，它表现为河流状的纹理。
这种断口形貌通常与脆性材料的断裂机制相关，如在低温条件下的金属断裂。
2.3 颗粒状断口颗粒状断口是一种由细小颗粒组成的断口形貌。
这种断口形貌通常与颗粒增强复合材料的断裂机制相关，如纤维增强聚合物复合材料。
3. 断口分析方法3.1 化学分析化学分析是一种常用的断口分析方法，它可以通过对断裂面进行化学成分分析来确定材料的成分。
通过比较断口区域和未破裂区域的化学成分差异，我们可以获得有关材料制备和加工过程中的变化信息。
3.2 热分析热分析是一种通过对断裂样品进行热处理和热解来研究其热性能的方法。
热分析技术包括热重分析、差热分析和热失重分析等。
通过热分析，我们可以了解材料的热稳定性、熔点、热分解温度等重要参数。
3.3 X射线衍射分析X射线衍射分析是一种通过对断裂样品进行X射线衍射实验来研究其晶体结构的方法。
通过分析断口区域和未破裂区域的晶体结构差异，我们可以获得有关材料晶体结构和晶格畸变的信息。
4. 断口分析的应用断口分析在材料科学和工程领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：4.1 产品质量控制通过对断口进行分析，可以帮助我们了解产品的质量和使用寿命。
通过分析断口形貌和断口特征，我们可以判断制造过程中可能存在的问题，并采取相应的措施来提高产品质量。
断口分析
故障件的断口分析在形形色色的故障分析过程中，人们常会看到一些损坏零件的断口，但是人们缺乏“读懂”它的经验，不能从它的断口处判断其损坏的真正原因而贻误了战机。
这里结合整改过程中的一些实例作些介绍，希望能对您有所帮助！对于汽车常用碳素钢和合金钢而言，其常见断口有：1.韧性(塑性)断口:发生明显塑性变形的断裂统称为塑性断裂。
断口形貌为韧性(塑性)断口，断口呈暗灰色没有金属光泽看不到颗粒状形貌，断口上有相当大的延伸边缘。
2.疲劳弯曲断口：2-1 在抗拉极限范围内的疲劳弯曲断口：出现典型的疲劳裂纹源区、裂纹扩展区和瞬时断裂区特征（下面将详述）。
2-2 超过抗拉极限范围内的弯曲断口：不具有典型的疲劳断口特征，属于不正常的弯曲断裂。
其断口特征：沿弯曲方向上下呈灰褐色无金属光泽的断层；而内层呈银灰色白亮条状新断口（见图1）。
图13.典型的金属疲劳断口典型的疲劳断口定会出现疲劳裂纹源区、裂纹扩展区和瞬时断裂区三个特征。
断口具有典型的“贝壳状”或称“海滩状”。
3-1 疲劳裂纹源区：是疲劳裂纹萌生的策源地，它处于机件的表面，形状呈平坦、白亮光滑的半圆或椭圆形，这是因为疲劳裂纹的扩展过程速度缓慢，裂纹经反复挤压摩擦而形成的。
它所占有的面积较其他两个区要小很多。
疲劳裂纹大多是因受交变载荷的机件表面有缺陷；譬如裂纹、脱碳、硬伤痕、焊点等缺陷形成应力集中而引起的。
疲劳裂纹点在同一个机件上可能有多处，换句话说可能有多处疲劳裂纹源区，这需要我们去仔细解读疲劳断口。
3-2 疲劳裂纹扩展区：是形成疲劳裂纹后慢速扩展的区域。
它是判断疲劳断裂的最重要的特征区。
它以疲劳源区为中心，与裂纹扩展方向垂直呈半圆形或扇形的弧线，也称疲劳弧线呈“贝纹状”。
疲劳弧线是因机器运转时的负载变化、反复启动和停止而留下的塑性变形痕迹线。
金属材料的塑性好、工作温度高及有腐蚀介质存在时则弧线清晰。
3-3 瞬时断裂区：由于疲劳裂纹不断扩展使机件的有效断面减小，因此应力不断增加直至截面应力达到材料许用应力时，瞬时断裂便发生了。
3.3断口的微观分析
• • • •
宏观形貌： 沿晶脆性断裂断口宏观形貌一般有两类： (1)晶粒特别粗大时形成石块或冰糖状断口； (2)晶粒较细时形成结晶状断口。沿晶断裂 的结晶状断口比解理断裂的结晶状断口反 光能力稍差，颜色黯淡。
• 发射光谱分析：（外能量激发） • 在历史上，牛顿是第一个发现色散现象 的科学家。1666年，牛顿发现，如果将一 枚棱镜置于一个光源和一块屏幕之间，就 会看到彩色的映像。因此，他推断太阳光 是由不同折射系数的光线组成的，不同的 折射系数决定了这些光线的颜色。
• 吸收光谱：（外能量吸收、金属光泽） • 物质吸收波长范围在200-760nm区间的电磁 辐射能而产生的分子吸收光谱称为该物质 的紫外—可见吸收光谱，利用紫外—可见 吸收光谱进行物质的定性、定量分析的方 法称为紫外—可见分光光度法。其光谱是 由于分子之中价电子的跃进而产生的，因 此这种吸收光谱决定于分子中价电子的分 布和结合情况。
GTi70激光焊缝形态及组织分析
焊缝区显微组织
凝固特点：细小柱状晶焊缝边界 联生结晶生长，生长方向各异， 焊缝中心出现树枝晶，这种生长 特点与熔池金属液流动性为相关。
树枝晶
树枝晶
组织特征：晶内为针状和条状 的钛马氏体，由于基体中含有 Nb、Mo、W对 晶具有稳定 作用，因此焊缝中必有ɑ’相。
• 光谱分析： • 根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组 成和相对含量的方法叫光谱分析．其优点是灵敏， 迅速．历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素， 如铷，铯，氦等．根据分析原理光谱分析可分为 发射光谱分析与吸收光谱分析二种； • 光谱分析法主要有原子发射光谱法、原子吸收光 谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外光谱法
（2）断口的微观形貌分析
目前用于断口微观形貌分析的工具，主
断口分析
断口分析是研究金属断裂面的学科，是断裂学科的组成部分。
金属破断后获得的一对相互匹配的断裂表面及其外观形貌，称断口。
简介断口分析(一)断口总是发生在金属组织中最薄弱的地方，记录着有关断裂全过程的许多珍贵资料，所以在研究断裂时，对断口的观察和研究一直受到重视。
通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题：如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。
如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响，通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。
随着断裂学科的发展，断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关，互相渗透，互相配合；断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。
断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。
断口的宏观和微观观察断口分析的实验基础是对断口表面的宏观形貌和微观结构特征进行直接观察和分析。
通常把低于40倍的观察称为宏观观察，高于40倍的观察称为微观观察。
对断口进行宏观观察的仪器主要是放大镜(约10倍)和体视显微镜（从5～50倍）等。
在很多情况下,利用宏观观察就可以判定断裂的性质、起始位置和裂纹扩展路径。
但如果要对断裂起点附近进行细致研究，分析断裂原因和断裂机制，还必须进行微观观察。
断口的微观观察经历了光学显微镜（观察断口的实用倍数是在50～500倍间）、透射电子显微镜（观察断口的实用倍数是在1000～40000倍间）和扫描电子显微镜（观察断口的实用倍数是在20～10000倍间）三个阶段。
因为断口是一个凹凸不平的粗糙表面，观察断口所用的显微镜要具有最大限度的焦深，尽可能宽的放大倍数范围和高的分辨率。
扫描电子显微镜最能满足上述的综合要求，故近年来对断口观察大多用扫描电子显微镜进行。
断裂微观机制的分析，有可能把断口的形貌分析同断裂力学指标联系起来，其中最重要的成果之一是系统地建立了断裂机制图，这对解决一些工程断裂问题十分有用。
球铁断口分析
球铁断⼝分析球铁试棒断⼝分析问题提出：球铁试棒铸件成分基本相同，但两者的抗拉强度、延伸率相差很⼤，断⼝有两个不同断⾯形貌。
（1）断⼝明显有两个区域：⽩的具有⾦属光泽，⿊的好像⽯墨的颜⾊。
断⼝⽐较平齐，约2／3部分呈亮⾊结晶状组织，1／3部分呈灰⾊纤维状组织。
（2）断⼝断裂⾯全部为灰⿊⾊。
猜想：铸件成分基本相同，显微组织也基本相同，怀疑与成分⽆关，是⼒学上引起的上述现象。
1.正常断⼝当试样的珠光体量在20～30% 时，其断⼝宏观表现为暗灰⾊，断⾯上分布着亮点，其分布特征是：从裂纹起源区到快速扩展⽅向，亮点依次增多。
它对应的⼒学性能表现为：抗拉强度= 500MPa左右，延伸率在l5～I 8% 之间。
所检测试样的⼒学性能为Rm=520MPa，A=15.4% 。
电镜观察结果：呈暗灰⾊，裂纹起源区为韧窝，断⼝中部区为韧窝+ 解理，⽽裂纹快速扩展区，也即亮点区，为解理断⼝。
光镜观察结果，暗灰区与亮点区基体组织分布⼀样。
当珠光体含量≥40％时，断⼝基本上呈银亮⾊。
此时试样的强度⾼，伸长率较低。
所考察断⼝对应的⼒学性能为Rm=570MPA=10.4％，从断⼝检测结果可见银亮⾊断⼝在宏观上呈解理形貌。
从上述试验结果可知，在正常球化级别的条件下，随着珠光体含量的增加。
拉伸试样断⼝宏观上由暗灰⾊向银亮⾊发展，微观由韧窝为主的断裂机制向以解理为主的断裂机制发展。
2.异常断⼝若基体中存在少量的缩松或拉伸夹具偏倾等情况，在拉应⼒处也会产⽣灰斑。
含有较多磷共晶和缩松的⿊斑断⼝。
这类断⼝的宏观特征为：⿊斑区内呈现放射状块状物，对该区域作⼤⾯积能谱分析-磷含量⾼达1.41%。
缩松⼀般伴随着磷共晶产⽣。
厚壁球铁断⼝与基体组织及⼒学性能存在对应关系，随着组织中珠光体量的增加，断⼝上由暗灰⾊向银亮⾊发展，微观上则由韧窝断裂向解理断裂发展，当然，⼒学性能⽅⾯是伸长率下降，强度增加。
灰斑是由于⾮包含物和缺⼝效应引起的应⼒集中所致，灰斑区微观形貌为韧窝，它对⼒学性能影响不⼤。
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SEM
TEM
大韧窝周围密集着小韧窝
韧窝大小、深浅及数量取决于材料断裂时夹杂物或
第二相粒子的大小、间距、数量及材料的塑性和试验温
度。如果夹杂物或第二相粒子多，材料的塑性较差则断
口上形成的韧窝尺寸较小较浅。反之则韧窝较大较深。 成核的密度大、间距小、则韧窝的尺寸小。在材料的 塑性及其他试验条件相同的情况下，第二相粒子大， 韧窝也大；粒子小，韧窝也小。韧窝的深度主要受材 料塑性变相能力的影响。材料的塑性变形能力大，韧 窝深度大，反之韧窝深度小。
完全覆盖在大韧窝上，貌似卵形。
Oval
Oval
剪切方向形成的方向相反的拉长韧窝
拉伸撕裂
撕裂形成的方向相同的拉长韧窝
撕裂韧窝也是被拉长了的韧窝，呈抛物线状，是在 撕裂应力作用下形成的。撕裂时材料受力的作用，显 微空洞各部分受应力不同，沿着受力较大的方向韧窝 被拉长。常见于尖端裂纹的尖端及平面应变条件下做 低能撕裂的断口。
①静拉伸应力造成的韧性断口往往呈杯锥状（圆棒试样） 或是呈45℃切断断口，它的塑性变形是以颈缩的方式表现出 来。一旦发现颈缩的杯锥状断口或有颈缩45℃方向的切断断 口，就可以判断载荷为静拉伸载荷。
②静压缩造成的韧性断口呈45℃切断断口形状。
③冲击载荷下，由于加载速率很快，试样来不及充分的塑性 变形，因此塑性变形不是比较均匀的分布在晶粒中，而是集 中在局部区域。断口上通常有剪切唇区，但剪切唇在整个试 样周围不完整。
§3.2.3 韧性断口的诊断
1.对材料塑性的判断 ①柔性系数。一般说来，载荷的柔性系数越小，同一种材
料所表现出来的塑性就越大；应变速率越大，温度越低，同种 材料所表现出来的塑性就越小。
②纤维区、放射区和剪切唇三区的相对大小。纤维区所占 的面积比例越大，说明材料塑性越好。
③颈缩。颈缩越大材料的塑性越好。 ④韧窝尺寸。韧窝的尺寸越大（平均直径越大、深度越 深），材料的塑性就越好。 2.对载荷类型的判断
等轴韧窝（SEM）
拉长韧窝（TEM）
第二相粒子
第二 相粒 子
22Cr双相不锈钢冲击微观断口形貌（SEM）
§3.2.2 影响韧窝的尺寸因素
1.硬化指数
金属材料本身的相对塑性以及变形硬化指数的大 小直接影响着显微空洞的聚集、连接方式。通常， 变形硬化指数越大的材料难以发生内颈缩，将产生 更多的显微空洞或通过剪切断裂而连接，因此导致 韧窝变小、变浅。受材料本身微观结构和相对塑性 的影响，韧窝表现出完全不同的形态和大小。
X射线衍射仪
JSM-6700F场发射扫描电镜
JEM-2010透射电 镜
菲利浦公司生产的 TECNAI-20
日本电子公司生产 的JEM-2010
光学显微镜下的照片
背散射电子像
扫描电镜射照片
透射电镜射照片及衍射花样
一、什么是断口？断口学？
断口：试样或零件在试验或使用过程中断裂后形 成的相匹配的表面。（断口是断裂失效中，两断裂分 离面的简称）
§3.1 韧窝断口的微观形貌特征
韧窝断口的微观形貌特征是一些大小不等的圆形或椭 圆形的凹坑-韧窝，在韧窝内经常可以看到夹杂物或第二 相粒子。然而并非每个韧窝都包含一个夹杂物或粒子，因 为夹杂物或粒子分布在两个匹配断口上。此外夹杂物在断 裂、运输或超声清洗时也可能脱落。
凹坑的形状有等轴韧窝、剪切韧窝和撕裂韧窝三种。其 形状取决于应力状态。
四、 解理断裂
§4.1 基本概念
定义： 解理断裂指晶体材料受拉应力作用沿着某些严格
的结晶学平面发生分离的过程，其断口称为解理断口。 结晶学平面称为解理面，有时解理面兼作滑移面或孪 晶面。
用来制造金属结构、桥梁、压力容器的低碳钢 材在低温下可能出现冷脆；金属材料晶粒粗大、内 部带有缺陷；试件上带有尖锐切口或裂缝，受冲击
弹簧钢浅的锥形韧窝
2.应变速率和温度的影响
马氏体钢的浅韧窝
应变速率和温度通过对材料塑性和硬化指数发生 作用而影响韧窝的尺寸；随着温度的增加，韧窝深 度增加；对于某些合金，随着应变速率的增加，韧 窝的直径增加。
3.应变大小和应力状态的影响 应力大小和应力状态也通过对材料塑性变形能力
的影响间接的影响着韧窝的深度。例如：在高的静 水压作用下，有利于内静缩的产生，是显微空洞间 基体的剪切断裂减少，这时韧窝的直径变化不大， 但是韧窝的深度有较大的增加；而在多向拉伸应力 作用下，显微空洞间的基体易于产生剪切断裂，同 样韧窝的直径变化不大，而韧窝的深度却减小。
沿晶断裂、穿晶断裂 (2)按微观形性断裂
断裂前发生明显的塑性变形，韧性较好的材料所 承受的载荷超过了该材料的强度极限时，就会发生韧 性断裂。
宏观断口为纤维状。塑性金属光滑圆试样拉伸杯 锥状断口是一种常见的韧性断口。
该种类型断口通常可分为三个区域，即纤维区、 放射区和剪切唇区。
拉伸断裂在断口上形成等轴状的韧窝
等轴韧窝是在拉伸正应力的作用下形成。应力 在整个断口表面上是均匀的，显微空洞沿空间三个 方向均匀长大，形成等轴韧窝。
拉伸形成的等轴韧窝
剪切断裂
剪切韧窝呈抛物线形。在剪切应力作用下显微空洞沿剪 切方向上被拉长。剪切韧窝在两个相匹配的断面上方向相 反。
卵形韧窝是由较大夹杂物或第二相粒子 先形成韧窝核，大人在长大过程中其自 由表面与一个小韧窝连通，这时小韧窝
断口学：研究断口的形貌、性质进而分析断裂类 型、断裂方式、断裂路径、断裂过程、断裂性质、断 裂原因和断裂机理的科学。
二、断口分类
1、宏观分类 (1)按断口表面宏观变形
韧性断口、脆性断口、韧-脆混合断口 (2)按断口宏观取向分类
正断断口、切断端口、混合断口
韧性断裂
脆性断裂
2、微观分类 (1)按断裂路径分类
22Cr双相不锈钢板材的冲击断口
45钢断口形貌
从以上的分析可知：剪切韧窝与撕裂韧 窝形状没有什么区别，只从照片上很难区分， 必须对断口两侧作对应研究，看凸向是否相 同才能确定。
§3.2 韧窝的尺寸
§3.2.1 韧窝的尺寸
韧窝的尺寸包括它的平均直径和深度。影响韧窝尺寸 的主要因素为第二相质点的尺寸、形状、分布，材料本 身的相对塑性、变形硬化指数，外加应力、温度等。