新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
这个很专业,疲劳断口的起源详解(配图)
2020-07-01 16:55:17 作者:本网整理 来源:热处理生态圈

疲劳断裂的定义:

材料在受到低于断裂强度的交变应力作用下,发生的脆性断裂,称之为疲劳,常可见疲劳条带(或称疲劳辉纹)的典型特征。


对于疲劳源区而言,最简单的是收敛类源区:

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

源区附近呈放射性,其收敛位置即为源区。

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

源区附近呈弧线式,其圆心位置即为源区。


这类源区附近的断面一般较为平坦,之后断面的起伏度和粗糙度均会增大。收敛类的疲劳起源占疲劳失效的较大比例,另一种情况,疲劳源区则为解理面或准/类解理面交错,常见于铜合金和高温合金,部分钛合金也有该情况。

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

高温合金源区的解理特征

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

铜合金源区的类解理特征

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

钛合金源区的解理特征


这类的源区附近断面由于交错分布多个解理面,因此比较粗糙,之后的疲劳扩展前、中期则会转为平坦,最后失稳后的快速扩展又重新变得起伏大和粗糙。此外,有些疲劳并不一定从试样表面起源,有可能在试样内部,此时往往可能由于内部存在缺陷或亚表面处于特殊应力状态导致。

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

有的起源也不仅仅在一处位置起源,可能在多个位置均萌生疲劳源,这时我们就可以看到多个疲劳源之间产生类似台阶的特征,这是由于多处萌生裂纹并扩展过程中,不可能在一个平面上扩展,当裂纹相互交汇到一起时,必然通过剪切撕裂的方式使不同的扩展平面连接起来,从而形成台阶。

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

试样边缘多个交汇台阶


以上说了这么多,大家是不是反而晕菜了?怎么好像什么模式都有,我们到底应该如何判断?


首先,当然是通过棱线的收敛去判断,毕竟绝大多数的疲劳都有该特征。


其次,看看是不是铜合金、高温合金这种特殊的合金,对于他们来说,找解理面就差不多了。


再次,关注台阶,台阶必然意味着有多条裂纹交汇在一起,也就是说,一个台阶的两侧存在源区的可能性很大。


然后,我们还有几个辅助判断的手段:


第一,条带方向。几乎所有的疲劳断裂都可以观察到条带特征,此时,条带弧线的圆心位置,就是指向源区了。但是,需要注意的是,条带只是极微观的特征,而且在局部位置由于应力改变,可能造成条带扩展方向转变的情况。因此,该方法只能作为辅助判别手段。

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

第二,瞬断区判别。源区实在不好找,可以先去找瞬断区,因为瞬断区往往以韧性断裂模式为主,一般可见与疲劳区不同的韧窝特征。此外,瞬断区由于主要在剪切力作用下快速断裂,一般与主断面存在一定的倾斜角度,比较好辨别。找到瞬断区后,与之相对的位置一般就是源区了。

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

该断口左侧即为瞬断区,由此推出右侧为源区


看到这儿,大家是不是觉得又明白了一些呢?那么下面我们来检验一下自己吧:请问下图断口的源区在哪?有几处源区?

640?tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1.jpg

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心