疲劳宏观断口的特征

在日常质量整改过程中，往往会看到一些损坏零件的断口，一些技术人员缺乏“读懂”它的经验，不能从它的断口处判断其断裂原因。本文仅就疲劳断面如何判断

作一介绍，希望能对您有所帮助！

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h疲苦裂纯源区

菽劳裂纹源区是疲苛裂纹萌生您策卿L裁苇破坏的起區多处于桶T旳義峦源区的断口刑醐倉載情况F比较平坦、出死，且呈半圆形取半桅园形，同芮裂纹庄源區内的扩展直举煖慢，裂级表面受反貝侪压•挛帯次数多，所以莽断口较算他两个区灵为平坦.册光亮*右整/断口上与其他两个区相汁，痰劳裂纹诵区所白的面积最/扎

当表面承受足蒼高赠余压应力或材科内部存古严重的冶金册色时，裂纹源则向次表面或机件内郃移就有时在疲育断口上世会出现多个裂纹瘪每卜瓯区所占面袄往住比单怡源区小.源区斷口持伍不 -定都具有孵个源区那祥典型的fm.裂纹源的數目取决于删的性债、机件的应力犹态以廉交变敷局吠呪等■:辭,礙力集中系数越大，台义应力挖禹巴址滾旁湍旳数匕就擾织婀iu玻专師」二常自〔T悝二K同忙胃讯疙针承址涉己、当壽替丧血疗在某裘勰时I则零杵无寂劳裂纹萌生期，疲劳裂级在交变載荷作用下直按由该袞裂纹艰邹冋纵猱扛展，这盯断口上不再岀现疲劳餌只有製纹扌二展区和孵时断段尻・

2.技劳农纹扩廣区

疲育裂纹扩展区是疲右裂纹形应后裂纹沁扩展形戍旳区域.该区是判断疲劳断裂旳最車昨征区域.其基本廿辻是呈现贝壳伏样丈注游伯三I是以技劳源区为中心.与裂纹扩展方问棉口兰旳呈半圆知云显十泊5占我•乂怖烧劳弘并斤节％幼乍秤汙广尺寸样中.其片端妁应冇大小和犬态发生变化巧苻断殽向上悄下的单件克形的扃啟

贝纹花嘩是由我荷吏动弓|起的，囚天机器运转时不可戲免丸常有启动.停配隅然过载罕均可田下塑性变形的痕迹•贝纹线（疲劳亚线）•见纹驾的喟浙衷药仅与林料的性质有关.而且与介质情况. 温展条牛尊有关.材绍的塑•性好.医度玉百腐烛介贯存左时，则弘线滙版所以•这种弧线符征总是出现衽实际机件的预劳斷口中.市在实验堂的试年疲芜断=1 口很建看到明显的贝纹纷此对疲劳斷口表面由于多次反冥压缩帀孳按使该区变得光湫呈钿晶肚有盯苕至比洁得像溺状结澀h —飛贝纹线常见于低应力高周战劳断门中，丽低周疲劳幻I许多高强麦钢.衣存扶牛观察不列北科皿纹状的推进线。

贝纹线与裂纹扩展力口垂宜，它可以•是绕若裂纹源冋外凸起的菰线，表示裂纹甘表面扩哄较慢，即权料刘域口不锁感，例如低碾钢I框反，若围绕裂纹源成凹冋孤线，说明裂纹沿表題扩展较内邹快些，表示材料对缺口敏感，如髙疾钢。

贝纹线冋戸％有不同。近玻劳減区贝级线狡则密.表明衆级七、展校I埶远肉疲劳诉区则贝沢线校稀疏，•表明聚纹扩展校快.疲劳叢纹扩展区在昕口所占聒的方积为最大，丽贝铁区儉百秩大小取决干林料性辰及构件的应力伏态及应力怪等。随着应力幅的降低或功刑韧性校奸巧，则贝纹区较大，贝蚁线细m 明显，反之附着应刁幅的提畠或材料韧性较差•则贝纹区姣汎口纹线崔而不明並。

里轴芙机件荟压病芍吋.若表肛无应力集中〔无飲口）.哄1裂纹园截向上应士均弄佃殆截角铮谆扩民贝纹线早一簇平行的同和线。老机件表旬存在应力集卫（怀形快口）.则丙戟甸表层的应力比申间的鬲.舷沿表层的扩展快于中间函高应力时.擀断区面积相对较大.疲劳聽扩展区面祝小.裂纹沿两it及中冋扩展羞别不丸贝纹纹的形状为半朗11形半慚园张个波抿祗最后凹叵半椭圜狐吏化。当机件弯曲疲劳时，其衷面应力最丸中心最水.其贝纹线吏化与皎口机件的拉压疲劳胡饥如衷面戈存左缺口造成应力笑中.则其变化程度会更大。若机年为殂转瘦劳苛，其最大正应力和铀向呈心。角分布，杲大切应力垂直或半行轴冋分和故疲育断=1有二类.一类为IF浙型，另一^为切断型，按件材科常是正断至殂转瘦劳，常见旳有锯世状浙口及星形断1呈纤维:氏如花確軸的断九切应力弓|起的+71 KFWWn,断面垂直或平行于管纯，此刃不台出现贝纹线，有讨扛转感也合岀现屁合断畫

综上所述.应力集口醫响贝巒的形状.应力集中增K.相应的氏纹鳏麻平■址屯义应力影响最终擀嘶前大步・名义应力增犬.最终破斷区的向枳増扣；应丈I状态主要諮聊京鮒竝置和數臺.J^ra 弯曲.最小有两个疲臂源以及相应的扩展区.梅转弯囲则最终破断区问砺转的反方冋倔转一库弟雁.

上破h对疲劳断口有时■还■有另一K本特征即疲劳會阶.这是由于I戦扩展过程中.裂纹前沿的阻力不同，而赏生扩展方面二的偏离，此后栄纹开曲在各口的平面-继凑扩展.不同的断裂面珂交而mn Fh —坟换苛白擀出现在疲劳溥区，二冼疲劳會爼谢现在痕艺裂纹旳扩展区：它指明了裂纹蝴犷展才歟并m贝纹线吗垂直.呈族射状讯给

3、瞬讯断裂区

由丄疚劳裂纹不断扩展.使琴许或试样的有效斷面逐漸減仏远此*应力不斯增加对塑性材料，当疲劳裂纹扩展至库截瓯的应力达到:f孑斛的断裂应力对，使发三黔叶断裂，当材料塑性很大吋，断口呈牢崔臨暗惡包对隔性材札刍裂纹扩展壬对蚪的J鐸裂级尺寸叫时，便发主蹄町断驰断口虽品九因此塀时浙製是一种静敦肝餵它月第橄浙製的断口潮已炬與纹最右矢尬快速F展廿刑屉的断口区域’

与耳他關吓区相比.瞬苗区旳明並特征墾具有不平坦的粗精表面.而3戦源区抵笹纹芋届邑则为光金陷百对绘孙■:仅为峥刊秋■:“

嚣断天的断口形親及其所占面积取按于材料件血、几何形状、唐力隼中程戯、期栽方式琥大小哗环境等因爭，若庖力较高或材料韧性竝’则瞬断区面积较大$反之则瞬断区趣小*

以上分别介绍了各科聚粋*出现的疲竟断口三个区域的一股凰观特莅，它们是判斷零件逋劳先效的重惑F据之一亠但总劭响S劳矿“：規吃丞百刃站多囚耳蘑如柑料种奘强度级5顶环1幼质專sms可能憤断口三令区城的蹲更其界鞭模糊不清，所夙实际零件覘宏观斷口形貌有时并不那么典型.分明.上破卜，在某些情况下「由于斷口前宏視貌在現场中遭婀或考由于断口匹配面在断裂过程屮骨爭严旨薯迁半旦団丄壬干壬注-昔日干正肘云旳戸諒手二|折目牛衣叫圧..在尹—吉尸戶号FV 断口的宏观彩貌可以判斷菇失效性辰但閒需进一于堂明列起疲劳先效的墟因，这时就帝更借助亍荀观断口穴祈.

要点：

疲劳宏观断口的特征（见下图）

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。（表5-1）

1、疲劳源

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、疲劳区（贝纹区）

断面比较光滑，并分布有贝纹线。

循环应力低，材料韧性好，疲劳区大，贝纹线细、明显。