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1、断口分析技术 第一节 裂纹源位置的判别 断口试样制备技术 n断口的截取 a.在打开裂纹之前，要对零件的断裂部位进行拍照。照片要包 括零件全貌及宏观细节放大。要求所拍照片主题明确、轮廓 清楚、立体感强、没有多余的阴影。 nb.打开裂纹：在分析判断裂源位置及裂纹扩展方向后，一般 都是沿着裂纹扩展方向将裂纹打开形成断口。如果已知零件 开裂原因可用同类型更大应力打开裂纹。若不清楚引起开裂 的应力可采用三点弯曲打开裂纹，如图所示。 n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
2、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。 n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。 n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 a.在大气中的新
3、鲜断口应立即放人燥器内放置或其它干燥、无 尘的场所保存以避免断口受潮氧化。 b.不要用手触摸断口表面或匹配对接断面以免产生人为的损伤 。 c.为防止断口生锈或腐蚀可在其表面涂抹保护材料如醋酸纤维 素丙酮溶液、环节树脂或防锈漆。 d.从大块断口上取试样要采取保护措施。如用醋酸纤维素丙酮 溶液涂在断口上待干后切割，并防止锯屑赃物落在断口表面 。 e.如发现断口上有细小外来物，为了防止落下，可用AC纸固定 。 断口分析设备 扫面电子显微见（SEM）常用功能 n观察断口表面形貌。 n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。
4、n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。 n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。 n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 示断口形貌与显微组织。 n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） n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。 n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，如结合能谱分 析所给出的质点成份就能更准确的确定结构。 n为搞清断裂的原因有时需要从断口上切取金属薄膜进行透射电 镜分析。研究引起断裂的质点形态、大小及分布以及与母相间 位向关系。图中为12CrlVoV钢解理断口从该断口上切取金 属薄膜的透射电镜照片及衍射谱。经分析产生解理断裂的原因 是在(001)面上片状钒的氮化物析出所致。 常见断口特征 解理断口 准解理断裂 韧窝断口 应力腐蚀断口 沿晶断口
