断口金相分析
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。
A356铝合金显微组织及断口分析
目录1 绪论 (1)1.1断口分析的意义 (1)1.2 对显微组织及断口缺陷的理论分析 (1)1.3研究方法和实验设计 (3)1.4预期结果和意义 (3)2 实验过程 (4)2.1 生产工艺 (4)2．1.1 加料 (4)2.1.2 精炼 (4)2.1．3 保温、扒渣和放料 (5)2.1. 4 单线除气和单线过滤 (5)2.1. 5连铸 (6)2.2 实验过程 (6)2.2. 1 试样的选取 (6)2.2.2 金相试样的制取 (8)2.2.3 用显微镜观察 (9)2.3 观察方法 (10)2.3.1显微组织的观察 (10)2.3.2 对断口形貌的观察 (11)3 实验结果及分析 (11)3.1对所取K模试样的观察 (11)3.2 金相试样的观察及分析 (12)3.2.1 对显微组织的观察 (12)3.2.2 断口缺陷 (15)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (27)1 绪论1.1断口分析的意义随着现代科技的发展以及现代工业的需求，作为21世纪三大支柱产业的材料科学正朝着高比强度，高强高韧等综合性能等方向发展。
长久以来，铸造铝合金以其价廉、质轻、性能可靠等因素在工业应用中获得了较大的发展。
尤其随着近年来对轨道交通材料轻量化的要求日益迫切[1]，作为铸造铝合金中应用最广的A356铝合金具有铸造流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小，经过变质和热处理后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和较好的机械加工性能[2-3]，与钢轮毂相比，铝合金轮毂具有质量轻、安全、舒适、节能等，在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[4]。
然而，由于其凝固收缩，同时在熔融状态下很容易溶入氢，因此铸造铝合金不可避免地包含一定数量的缺陷，比如空隙、氧化物、孔洞和非金属夹杂物等[5-7]。
这些缺陷对构件的力学性能影响较大，如含1%体积分数的空隙将导致其疲劳50%，疲劳极限降20%[8-9]。
所以研究构件中缺陷的性质、数量、尺寸和分布位置对力学性能的影响具有重要意义[10]。
焊接接头金相试验的方法及内容
焊接接头金相试验的方法及内容。
焊接接头的金相试验包括宏观金相试验和微观金相试验两部分。
（1）宏观金相试验直接用肉眼或低倍放大镜进行检查。
1）宏观（粗晶）分析试验时在试件上截取横断面，然后经过打磨、腐蚀再进行观察。
宏观（粗晶）分析可以了解焊缝一次结晶组织的粗细程度和方向性；熔池形状、尺寸；焊缝接头各区域的界限和尺寸；各种焊接缺陷的存在情况。
2）断口检查在焊缝表面沿焊波方向车一条沟槽，槽深约为焊缝厚度的1/3，用拉力机将试样拉断，用肉眼或5～10倍放大镜观察断口处可能存在的缺陷种类和大小。
断口检查对“未熔合”或“熔合不良”这种缺陷十分敏感，常用于管子对接接头中。
3）钻孔检验用磨成90°角、直径较焊缝宽度大2～3mm的钻头在焊缝上钻孔、钻孔深度为焊件厚度的2/3，然后用10％硝酸水溶液浸蚀孔壁，可检查焊缝内部的气孔、裂纹、夹渣等缺陷，检查完毕钻孔处应予以补焊。
钻孔检验目前用得较少。
（2）微观金相试验用1000～1500倍金相显微镜观察焊缝金属的显微组织和显微缺陷（如微裂纹），可作为质量分析及试验研究的手段。
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。
断力讲义-2(断口分析简介)
5.4 准解理断口的形貌特征
准解理断裂：介于解理与韧窝断裂之间的 断裂（回火马氏体钢）
一、宏观形貌特征
比较平整、塑性变形小，近似于解理 断口的宏观形貌
二、微观形貌特征
* 亦有解理台阶、撕裂脊线、舌状花样 * 微观上有较大的塑性变性（图4-4）
5.5 韧性断口的形貌特征
断口形貌取决于：材料类型、质量、变形 速度、应力状态、试验温度等
二、宏观形貌特征
• 三个区域：平滑区（含疲劳源）、过渡区、 瞬断区
1.疲劳源：单源、多源；表面、次表面
2 平滑区：裂纹萌生、稳定扩展； 呈脆性断口形貌
1）裂纹扩展方向，结合贝壳状、年轮、 海滩状、前沿线等宏观条纹标记来判断；
2）机械磨光标记 3）裂纹扩展区的颜色（黑、黑红） 4）疲劳台阶（多源疲劳断裂） 5）棘轮状标记（应力大、应力集中） • 贝壳状条纹 （图6-22） * 鉴别疲劳断口的重要宏观依据 * 产生、形状、变化
续的，且其长度也大致相等。
4.轮胎压痕
* 疲劳断口微观形貌特征的第二重要依据 * 轮胎压痕是疲劳断口上最小特征花样，
是在疲劳裂纹形成后，由匹配断口上的 “突起”、“刃边”等反复挤压或刻入而 引起的压痕
5.7 环境断口
1.应力腐蚀断口
金属材料、受拉应力、腐蚀环境；多源脆性 断裂，穿晶、沿晶或混晶断裂 2.氢脆断口 体心立方金属及合金；穿晶或晶间断裂 3.腐蚀疲劳断口 往往在材料表面萌生裂纹，多个疲劳源 特征：有腐蚀或氧化形貌、颜色（疲劳区）
5.8 其它断口
1.蠕变断口
金属材料在高温蠕变条件下，可能出现两 种晶间裂开形式：楔形裂纹，圆形或椭 圆形孔穴
2.过热断口
3.沿晶断口
5.9 失效分析概论
齿轮断齿原因分析【汇总】
齿轮断齿原因分析概况描述：生产上的齿轮轴在使用两个星期后，突然发生断齿，给生产造成了很大的损失。
为了弄清楚产生断齿的原因，从以下几方面进行分析。
1、化学成份分析C Si Mn S P Cr Mo Al大0.39 0.31 0.52 0.002 0.06 1.5 0.17 0.85小0.15 0.25 0.55 0.016 0.013 0.75 0.15从成份上看，大有材料为38 Cr Mo Al，小的材料为20 Cr MnMo2、宏观形貌大：断口处晶粒粗大稍发亮，为脆性断裂。
小：断口处晶粒细小，瓷性灰色断口，为韧性断裂。
（如图示）3、金相组织分析 （1）大的金相组织100X40X0.30m m200X齿轮表面的渗氮层厚：0.30mm，渗层组织不均匀，渗层硬度801HV1，表面有数条垂直于表面的微裂纹，裂纹周围组织无脱碳，裂纹长度稍长于渗层。
200X断裂处的显微组织形貌200X中心组织：回火索氏体加屈氏体加条状及半网状铁素体。
(2)小的金相组织200X40X渗层深1.5mm齿轮渗碳层厚1.5 mm，有效硬化层厚0.8 mm，表面有数条细小的裂纹沿晶向里延伸，渗层硬度637HV1。
200X表面渗碳和过渡区组织，表面为高碳马氏体和细小的颗粒状碳化物，往里为马氏体组织。
500X中心组织：低碳板条马氏体组织。
4、原因分析（1）大的材料为氮化钢，小的材料为渗碳钢，符合材料的牌号。
（2）从金相组织上分析大的心部组织为回火索氏体加屈氏体加条状、半网状的铁素体，为非正常的调质组织，这是因为淬火时，由于加热温度太低或保温时间太短，使铁素体未能完全溶解，经过淬火、回火后，仍存在于基体中。
调质后出现这种组织，属于不良的显微组织。
齿轮表面有数条微小的细裂纹，这些裂纹的产生是氮化时，由于氮在铁素体中的扩散速度较大，氮化后铁素体中的氮浓度较高，易形成须状氮化物从而从使氮化层脆性较大。
因此渗层组织不均匀（？），致使在使用过程中齿根部受到拉应力的作用而导致脆性断裂。
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。
断口金相分析
断口金相分析
微量元素的分析是现代金相分析的一个重要内容。
微量元素是金属的组分，而金属成分的变化会影响金属的物理特性、加工性能和使用性能，因此，对金属中微量元素含量的分析具有重要的意义。
微量元素口金相分析是一种金属微量元素判定的快速、准确的方法。
它是根据金属各元素在低压气体中的等离子体发射谱的不同，通过其在发射谱上的分布、强度大小和电离能等，认定和分析金属中各元素的含量。
微量元素口金相分析的技术已被广泛应用于金属、有色金属、非金属、合金、矿物、尿液、燃料、汽油、石油及其分解产物、水和土壤等样品的中微量元素含量的判定分析。
微量元素口金相分析，首先，对样品进行分离，然后将分析样品加入口金炉中，使之处于熔点以下，将熔点以下的样品分解为各微量元素；再将分解后的微量元素离子在一定压强下标准化，再经过口金内视镜检测，观察到该离子的光谱线，并用美国熔点仪、该判断元素的含量。
微量元素口金相分析不受样品的形态对分析结果影响，是一种快捷、简单、准确的方法，特别适宜用于金属中微量元素的判定。
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”。
疲劳断口示意图疲丐源疲劳区（贝纹区）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切和aj JJDOO-DB 口-D e sciljKD 450DGQ 0D 45QCJI ?^*■?住沓40"-&|>住©*4& QGIO4OO&Q o a&IJ 00'g "6 令 0 b K 0吕占0 0菖®1&QQ0『00flD劈曰-D0B *■?* I'.n-IQIDlwJldjg^Jooo&pcaDaOQd *Lg 日da00!口巳u M £ -I &D H &&&口負 L-CO O QO 口 QID C^--dcoo存在时则弧线清晰。
某电厂#2机汽轮机末级叶片断裂分析
某电厂#2机汽轮机末级叶片断裂分析摘要：汽轮机末级叶片是火力发电厂的重要零部件，末级叶片断裂是机组运行中比较常见的故障，对汽轮机组的安全、经济运行有着直接影响。
为此，本文以某电厂#2机汽轮机2023年4月12日末级叶片断裂事故为例，采用断裂叶片进行宏观检查分析、化学成分分析、力学性能试验、金相组织分析等理化检验与断口分析方法，对#2机汽轮机末级断裂的低压转子叶片进行综合性失效分析，并结合相关事故处理经验，采取针对性的整改措施。
结果表明:#2机汽轮机末级叶片断裂是在交变应力反复作用下引起的。
叶片基体母材与司太立合金片镶焊L形直角应力集中位置萌生了疲劳裂纹，降低了叶片的耐冲蚀能力，最终导致叶片疲劳断裂。
关键词：2号机；汽轮机；末级叶片；断裂；分析；断裂原因；整改在电厂所有事故中，汽轮机叶片疲劳断裂是其中最常见的一种，这是由于叶片的汽轮机运行中处于应力状态、工作温度、环境介质等恶劣环境。
叶片断裂的形式主要根部断裂和中部断裂两种。
在汽轮机运行中，叶片常常会受到转子旋转时的拉应力、弯曲应力和扭力等作用，最终会导致叶片疲劳断裂。
某电厂2号机为哈尔滨汽轮机厂引进美国西屋技术生产的N320—16.7/537/537型单轴反动凝汽式汽轮机，为亚临界、一次中间再热。
自机组投运以来，分别于2004年5月、2005年1月、2006年4月、2020年2月开展了四次检修。
从检修结果可以看出，在四次检修工作中发现#2机汽轮机末级叶片出现早期断裂的质量问题，由于未达更换叶片处理要求，只进行补焊处理，为叶片断裂留下隐患。
2023年4月12日23:45:25，#2、#3、#4瓦在23:45:25振动突然增大，故对本次#2机汽轮机末级叶片断裂进行如下分析：1 机组检修情况某电厂2号机自投运以来，开展了四次大修，具体检修情况如下：（1）2004年5月24日凌晨2点，#2机#4瓦振动大跳机，后直接转小修。
小修情况：开低压缸检查，发现末级叶片拱形围带有部分断裂飞脱，机侧9片，电侧4片，且有两处拉筋断裂造成相邻两叶片有错口现象。
材料的力学性能断裂与断口分析
材料的力学性能－断裂与断口分析材料的断裂断裂是工程材料的主要失效形式之一。
工程结构或机件的断裂会造成重大的经济损失，甚至人员伤亡。
如何提高材料的断裂抗力，防止断裂事故发生，一直是人们普遍关注的课题。
任何断裂过程都是由裂纹形成和扩展两个过程组成的，而裂纹形成则是塑性变形的结果。
对断裂的研究，主要关注的是断裂过程的机理及其影响因素，其目的在于根据对断裂过程的认识制定合理的措施，实现有效的断裂控制。
✓材料在塑性变形过程中，会产生微孔损伤。
✓产生的微孔会发展，即损伤形成累积，导致材料中微裂纹的形成与加大，即连续性的不断丧失。
✓损伤达到临界状态时，裂纹失稳扩展，实现最终的断裂。
按断裂前有无宏观塑性变形，工程上将断裂分为韧性断裂和脆性断裂两大类。
断裂前表现有宏观塑性变形者称为韧性断裂。
断裂前发生的宏观塑性变形，必然导致结构或零件的形状、尺寸及相对位置改变，工作出现异常，即表现有断裂的预兆，可能被及时发现，一般不会造成严重的后果。
脆性断裂断裂前，没有宏观塑性变形的断裂方式。
脆性断裂特别受到人们关注的原因：脆性断裂往往是突然的，因此很容易造成严重后果。
脆性断裂断裂前不发生宏观塑性变形的脆性断裂，意味着断裂应力低于材料屈服强度。
对脆性断裂的广义理解，包括低应力脆断、环境脆断和疲劳断裂等。
脆性断裂一般所谓脆性断裂仅指低应力脆断，即在弹性应力范围内一次加载引起的脆断。
主要包括：与材料冶金质量有关的低温脆性、回火脆性和蓝脆等；与结构特点有关的如缺口敏感性；与加载速率有关的动载脆性等。
材料的断裂比较合理的分类方法是按照断裂机理对断裂进行分类。
微孔聚集型断裂、解理断裂、准解理断裂和沿晶断裂。
有助于→揭示断裂过程的本质→理解断裂过程的影响因素→寻找提高断裂抗力的方法。
材料的断裂将环境介质作用下的断裂和循环载荷作用下的疲劳断裂按其断裂过程特点单独讨论。
金属材料的断裂－静拉伸断口材料在静拉伸时的断口可呈现3种情况：(a)(b)：平断口；(c)(d)：杯锥状断口；(e)尖刃断口平断口：材料塑性很低、或者只有少量的均匀变形，断口齐平，垂直于最大拉应力方向。
螺栓断裂断口分析
电机驱动
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零件名称：焊接螺栓
材质： Q235
供应商： 无信息
2.初步实验结论：
对断口进行金相和扫描电镜观察，判断是一个应力腐蚀导致断裂的失效，是一个长期积累的过程。 金相观察发现，失效螺栓表面以及断口部分区域发生了较为严重的腐蚀。同时可以观察到断口面 裂纹由外部向内部扩展的现象，在应力（主要拉应力）和腐蚀的双重作用下，导致了焊接螺栓的 失效。
严重腐蚀痕迹，因此腐蚀已经长期存在于褐色区域。而白色区域对应的是断裂过程中新产生
的瞬断面。
2.断面可以发现很多裂纹，这是由于应力以及腐蚀对材料本身造成破坏形成的。属于典型的应
力腐蚀特征。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
生产问题材料失效分析-焊装一车间螺栓断裂问题分析
4.检验结果：
4.1金相结果-侧面
侧面长期接触磨损
结果分析： 1.螺栓断裂侧面，发现有亮银色金属光泽，同时表面相对平整，判断此处处于长期的硬接触磨 损面。很有可能因为磨损导致此处原有的表防性能，力学性能下降，在此处发生腐蚀最容易 入侵螺栓内部，造成最终实效。 2.侧面可以观察到肉眼可见裂纹。
结果分析： 1.断口腐蚀区域的成分（左图）。主要的成分是的Fe的氧化物，即Fe的腐蚀产物。
2.断口瞬断区域的成分（右图）。主要成分为Fe，此处未发生氧化腐蚀。
7
生产问题材料失效分析-焊装一车间螺栓断裂问题分析
4.检验结果：
4.4表面腐蚀观察
2.断裂起源：由外向内的应力腐蚀
未腐蚀区域 X10倍
腐蚀区域 X10倍
生产问题材料失效分析-螺栓断裂问题分析
螺栓断裂分析
1
生产问题材料失效分析-螺栓断裂问题分析
1.问题描述：
常见断口的失效分析-2
常见材料失效形式与分析1.概述材料失效分析技术包括：感官检查、断口分析、化学成分分析、力学性能测试、组织分析、无损检测、残余应力测试、结构受力分析、使用维护分析、环境分析等。
其中断口分析是重要的一环。
材料失效形式有断裂、变形、腐蚀、磨损等。
在机械装备的各类失效中以断裂失效最主要、危害最大。
断口是断裂失效中两断裂分离面的简称。
断口真实地记录了裂纹由萌生、扩展直至失稳断裂全过程的各种与断裂有关的信息。
对断口进行定性和定量分析，可为断裂失效模式及断裂类型的确定提供有力依据，为断裂失效原因的诊断提供线索，并且可以作为冲击试验转变温度的确定依据。
断口金相学不仅能在设备失效后进行诊断分析，还可为新产品、新装备投入使用进行预研预测。
本实验的主要内容为：观察不同载荷下失效的金属断口的宏观形貌和微观形貌，掌握其宏观形貌特征和微观形貌特征。
2.实验目的（1）了解拉伸、冲击、疲劳断口各特征区的构成及形貌特征；（2）掌握判定断口承载类型及断裂性质的方法。
3.实验装置及材料（1）扫描电子显微镜（JSM-6390A型）一台；（2）超声清洗仪（SCQ-200）一台；（3）拉伸、冲击、疲劳断口试样若干；（4）放大镜一只；（5）吹风机一只；（6）丙酮、无水酒精、导电胶带若干。
4.实验原理4.1断口形貌特征：（1）宏观形貌特征包括断口附近的残留塑性变形特征，如：缩颈量的多少、表面的凹凸程度，有无剪切唇等；断口的光泽和颜色：各区域的颜色及亮、暗程度，氧化腐蚀产物的颜色；断口的形貌特征花样：如纤维状、结晶状、发光小平面、放射线、弧形线等；特征区的位置、分布、面积；材料内部缺陷的痕迹等。
（2）微观形貌特征断口上常见的微观特征有：韧窝，特征包括微孔深度、大小，微孔形态（等轴、剪切、撕裂）等；滑移，具有滑移线、蛇形花样、涟波花样和延伸区（平直区）等特征；解理，包括台阶、河流、舌状、扇形、鱼骨状花样及瓦纳线等特征。
准解理，介于解理断裂与塑性断裂间的一种过渡断裂形式，具有解理小平面、撕裂棱、浅韧窝、涟波花样及延伸区等特征；沿晶断裂，具有岩石状、冰糖状等特征；疲劳，具有条带、二次裂纹、轮胎花样等特征；腐蚀，具有氧化物、腐蚀产物、泥纹等特征。
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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
发生变化，纤维区减少，放射区增加。
e）瓷状断口
试样：淬火或淬火后经低温回火的共析，过共析成分的合金工具钢、轴承钢。
断口特征：出现细而有绸缎光泽，呈亮灰色，类似瓷器破碎后的断口。
瓷状断口对于淬火后低温回火的钢来说属于正常断口。
（二）微观断口分析
在断口宏观分析的基础上，必要时可选好重点区域做断口的微观分析。
微观断口分析系指用透射电镜、扫描电镜来观察断口形貌。
透射电镜研究断口通常采用二次复型的方法，它能清楚地观察断口细节，而又不破坏断口；扫描电镜是一种较新的电子光学仪器，成象立体感强，放大倍数变化范围广，能从低倍到高倍连续观察，便于分析，而且可直接观察断口。
它是断口微观分析的主要工具。
本实验采用SSX-550扫描电镜观察几种典型断品的微观形貌。
a）韧窝断口：
从 20 号钢拉伸断口上截取 6-8 毫米高的一段试样，在扫描电镜下观察可见大量微坑（韧窝），它是由于材料承载超过бb后，由于局部高应变区位错在夹杂物前塞积而导致微裂纹的形成、长大、最后微孔聚合连结而断裂。
微孔内可见第二相夹杂物。
由于材料塑性不同，第二相粒子形状和尺寸不同，微抗的大小，深浅和形状均不相同。
b）解理断口
从低温冷脆试样上截取一段断口，在扫描电镜下观察可观察到解理断口的特征形貌。
解理断裂是在正应力作用下裂纹沿低指数面快速扩展的低能量脆性断裂。
解理断口上可观察到河流花样它是裂纹沿许多平行的解理面扩展所形成的解理台阶汇合的结果，河流的流向是裂纹扩展的方向，河流上游则是裂纹起源处。
河流不穿过大角度晶界。
对于铁素体组织的钢材，其低温冲击的脆性断口是沿｛100｝面的解理断口，
除可见上述河流花样外，有时还可见到解理断口的另一特征——解理舌。
c）疲劳断口
从铝合金疲劳断口上的裂纹源附近切取试样在扫描电镜下可观察到疲劳裂纹扩展区上存在有疲劳辉纹，它是一些彼此平行，间距相等而略呈弯曲的条纹，且总是与主裂纹扩展方向相垂直，每一条纹代表一次载荷循环，每条辉纹表示该应力循环时裂纹前沿的位置。
d）沿晶断口：
从过热冲击试样断口上切取试样，或从应力腐蚀及氢脆断口上切取试样，在扫描电镜下观察可见沿晶断口，它是由于晶界弱化而使裂纹沿晶界扩展所致，具体形貌与晶粒形状及沿晶有无析出有关，当材料是等轴晶粒构成时，沿晶断裂形态清晰可见。
五、实验报告
1．明确实验目的，实验设备，试样的材料及热处理状态。
2．简述宏观与微观断口分析的方法与意义。
3．分析几种典型断口特征，从断口上判断是韧性断裂还是脆性断裂。