白癜风治疗 http://m.39.net/pf/a_7082970.html1，韧性断裂的宏观形态特征韧性断裂是一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断消耗能量，断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45°角，用肉眼或低倍显微镜观察时其断口呈暗灰色、纤维状，如低碳钢拉伸试样的杯状断口。纤维状是塑性变形过程中微裂纹不断扩展和相互连接造成的，而暗灰色则是纤维断口表面对光反射能力很弱所致。中、低强度钢的光滑圆柱试样在室温下的静拉伸断口是典型的韧性断裂，其宏观断口呈杯锥状，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。（1）纤维区纤维区是韧性断裂的断口最突出的特征，常位于断裂的起始处，在光滑圆柱试样拉伸断口中，它位于中心部位，并与主应力相垂直，是在三向应力作用下裂纹缓慢扩展所形成的。一般情况下，纤维区呈现凸凹不平的宏观形貌。（2）放射区放射区是裂纹快速发展的结果，通常呈放射状，当构件为板状时也呈人字状。（3）剪切唇区剪切唇区是断裂最后阶段形成的，这时构件的断面处在平面应力状态下，撕裂面与主应力（拉伸轴）成45°角，断面平滑呈灰色。剪切唇区往往在断口边缘出现。这三个区域实际上是裂纹形成区、裂纹扩展区和剪切断裂区，通常称它们为断口三要素，如图所示。对于同一种材料，韧性断裂断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能及试验温度、加载速率和受力状态的不同而变化。一般来说，材料强度提高，塑性降低，则放射区增大明显，而纤维区变化不大。因此，试样塑性的好坏，根据这三个区域的比例就可以确定。如果放射区较大，则材料的塑性低，因为这个区域的裂纹快速扩展部分，伴随的塑性变形也较小。反之对塑性好的材料，必然表现为纤维区和剪切唇区占很大比例，甚至中间的放射区可能消失。金属材料的韧性断裂虽不及脆性断裂危险，在生产实践中也较少出现（因为许多零件在材料产生较大的塑性变形前就已经失效了），但是研究韧性断裂对于正确制订金属压力加工工艺（如挤压、拉伸等）规范还是重要的，因为在这些加工工艺中材料要产生较大的变形，并且不允许产生断裂。2．韧性断裂机理及微观形态特征韧窝是金属韧性断裂的主要特征。韧窝又称孔坑、微孔或微坑等。韧窝是材料在微区范围内因塑性变形产生的显微空洞，经形核、长大、聚集，最后相互连接导致断裂后在断口表面留下的痕迹。图所示为典型的韧窝形貌。（1）韧窝的形成韧窝形成的机理比较复杂，大致可分为显微空洞的形核、显微空洞的长大和空洞的聚集三个阶段，如图所示。
在扫描电镜下，这种类型断裂的形貌特征是一个个大小不等的圆形或椭圆形韧窝（即凹坑）。韧窝是微孔长大的结果，是微孔形核长大和聚集在断口上留下的痕迹，在多数情况下与宏观上的韧性断裂相对应，属于一种高能吸收过程的韧性断裂。
（2）韧窝的形状韧窝的形状则同破坏时的应力状态有关，理论分析表明，韧窝的形状最低限度有14种，其中8种已从试验观察到。常见的有等轴韧窝、剪切韧窝和撕裂韧窝3种，如图所示。在电子显微镜下的韧窝形貌如图所示。等轴韧窝中的微孔在垂直于正应力的平面上各方向长大倾向相同，如拉伸时缩颈试样的中心部。剪切韧窝是由于在扭转载荷或双向不等拉伸条件下，因切应力作用而形成的，端口上韧窝方向相反，为异向伸长型韧窝，伸长方向平行于断裂方向，如拉伸试样剪切唇部分。撕裂韧窝是由于最大正应力沿截面分布不均在边缘部分很大时形成的，断口上韧窝方向相同，为同向伸长型韧窝，伸长方向平行于断裂方向，如表面有缺口或裂纹的试样断口。（3）韧窝的大小韧窝的形状取决于应力状态，而韧窝的大小和深浅取决于第二相的数量、分布，以及基体的塑性变形能力。如第二相较少、均匀分布，以及基体的塑性变形能力强，则韧窝大而深；如基体的形变强化能力很强，则得到大而浅的韧窝。虽然韧窝是韧性断裂的微观特征，但不能仅仅据此就做出韧性断裂的结论，因为韧性断裂与脆性断裂的主要区别在于断裂前是否发生可察觉的塑性变形。即使在脆性断裂的断口上，个别区域也可能由于微区塑性变形而形成韧窝。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇