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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
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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。
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b.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。

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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旱牟Ａ竽冢Ａ蠊嗜顺?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。

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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。

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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
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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。
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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。
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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。

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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。

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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）
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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。

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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。
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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