【概要描述】    断裂失效是指零件完全断裂而且在工作中丧失或达不到预期功能称为断裂失效。断裂失效是机械产品最主要和最具危险性的失效，其分类比较复杂。例如，钢丝绳在吊运过程中的断裂。断裂方式有：塑性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂等。
    1、塑性断裂
    塑性断裂失效：当构件所承受的实际应力大于材料的屈服强度时，将产生塑性变形，应力进一步增大，就会产生断裂，称为塑性断裂失效。
    塑性断裂的特征：在裂纹或断口附近有宏观塑性变形，或者在塑性变形处有裂纹出现；塑性断裂的一种典型断口是抗拉试样的杯锥状断口，杯部呈纤维状特征，锥部呈浅灰色的光滑区，并与杯部或45o角。塑性断口微观形态主要为韧窝。根据韧窝的形状可分析断裂时所受应力的性质，如韧窝为等轴，受正应力作用，如杯锥状断口的杯部。韧窝为拉长呈方向性，受剪切应力或撕裂应力作用，如杯锥状断口的锥部。韧窝的大小与形核数量、材料韧性、温度、应变速率有关；材料韧性好、夹杂或第二相粒子少、温度高、应变速率慢则韧窝尺寸大；反之则韧窝尺寸小。
    塑性断裂的原因：通常情况下塑性断裂是由于外应力超过材料的屈服强度所致(材料强度过低或超载)。
    2、脆性断裂
    脆性断裂是指断裂前几乎不产生显著的塑性变形
    按裂纹扩展的路径分为穿晶脆性断裂和沿晶脆性断裂。
    解理断裂----解理断裂是穿晶脆断的一种常见的主要断裂方式。解理断裂是指在一定的条件下，金属因受拉应力作用而沿某些特定的结晶学平面发生分离。铁素体钢的解理面为{100}晶面。
    3、解理断裂
    形成解理脆断的条件：
    构件存在三向应力集中部件，如构件存在表面缺口、裂纹等缺陷、几何形状的突变。
    有一定大小的应力作用，包括残余应力，尤其是在冲击应力作用下易发生解理脆断。
    低温条件下，当温度低于材料的脆性转变温度点时易发生解理脆断。
    准解理断裂
    准解理断裂常在经淬火及随后回火的马氏体组织中出现。
    按断裂形态，准解理断裂介于韧性断裂和解理断裂之间，其韧性比解理断裂好，而比韧性断裂差。断口宏观形貌具有细小的放射状条纹或呈瓷状，断口微观形态也有河流花样，但其河流短而不连续，并能观察到较多的撕裂岭特征。
    特征：断裂时所受应力较低，常低于材料的屈服强度及设计许用应力
    构件破坏之前没有或只有局部的轻微的塑性变形
    断裂源总是发生在缺陷处(尤其是焊接缺陷)或几何形状突变的凹槽、缺口等处，也有裂纹源由疲劳损伤处引起
    断口宏观形貌平直，断面与拉应力方向垂直，断口上有放射状条纹，放射状条纹的收敛点为断裂源，当构件为管材或板材时，断口上有人字纹条纹，人字的头部指向裂源，并有闪光的“小刻面”，断口微观形貌为河流花样
    一旦发生开裂，裂纹便以极高的速度扩展，危害性很大。
    4、沿晶脆性断裂
    裂纹沿晶粒界面扩展而造成金属材料的脆断称为沿晶脆性断裂。通常晶界是强化的因素，即晶界的键合力高于晶内，只有在晶界被弱化时才会产生沿晶断裂。
    晶界弱化的基本原因----材料本身或环境介质或高温的作用
    晶界沉淀相造成的沿晶断裂----由晶界的夹杂和第二相沉淀所造成的，晶界上的析出相通常是不连续的，呈球状、棒状或树枝状，晶界沉淀相越多，断裂应力越低
    杂质元素在晶界偏聚造成沿晶脆断----如Ge、Sn、N、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te等。低合金钢的第二类回火脆性（合金钢在回火后慢冷或在375~560oC等温产生晶界脆化和沿晶断裂）。
    环境介质侵蚀而引起的沿晶断裂----高强度钢的氢脆、应力腐蚀
    高温下的沿晶断裂。
    沿晶脆断的特征：断口在宏观上呈颗粒状，有时能观察到放射状条纹。断口微观形貌呈冰糖状。

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• 发布时间：2022-01-07 16:32
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