解理斷裂----解理斷裂是穿晶脆斷的一種常見的主要斷裂方式。解理斷裂是指在一定的條件下,金屬因受拉應力作用而沿某些特定的結晶學平面發生分離。鐵素體鋼的解理面為{100}晶面。
形成解理脆斷的條件:
構件存在三向應力集中部件,如構件存在表面缺口、裂紋等缺陷、幾何形狀的突變。
有一定大小的應力作用,包括殘余應力,尤其是在沖擊應力作用下易發生解理脆斷。
低溫條件下,當溫度低于材料的脆性轉變溫度點時易發生解理脆斷。
準解理斷裂
準解理斷裂常在經淬火及隨后回火的馬氏體組織中出現。
按斷裂形態,準解理斷裂介于韌性斷裂和解理斷裂之間,其韌性比解理斷裂好,而比韌性斷裂差。斷口宏觀形貌具有細小的放射狀條紋或呈瓷狀,斷口微觀形態也有河流花樣,但其河流短而不連續,并能觀察到較多的撕裂嶺特征。
特征:斷裂時所受應力較低,常低于材料的屈服強度及設計許用應力
構件破壞之前沒有或只有局部的輕微的塑性變形
斷裂源總是發生在缺陷處(尤其是焊接缺陷)或幾何形狀突變的凹槽、缺口等處,也有裂紋源由疲勞損傷處引起
斷口宏觀形貌平直,斷面與拉應力方向垂直,斷口上有放射狀條紋,放射狀條紋的收斂點為斷裂源,當構件為管材或板材時,斷口上有人字紋條紋,人字的頭部指向裂源,并有閃光的“小刻面”,斷口微觀形貌為河流花樣
一旦發生開裂,裂紋便以極高的速度擴展,危害性很大。
4、沿晶脆性斷裂
裂紋沿晶粒界面擴展而造成金屬材料的脆斷稱為沿晶脆性斷裂。通常晶界是強化的因素,即晶界的鍵合力高于晶內,只有在晶界被弱化時才會產生沿晶斷裂。
晶界弱化的基本原因----材料本身或環境介質或高溫的作用
晶界沉淀相造成的沿晶斷裂----由晶界的夾雜和第二相沉淀所造成的,晶界上的析出相通常是不連續的,呈球狀、棒狀或樹枝狀,晶界沉淀相越多,斷裂應力越低
雜質元素在晶界偏聚造成沿晶脆斷----如Ge、Sn、N、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te等。低合金鋼的第二類回火脆性(合金鋼在回火后慢冷或在375~560oC等溫產生晶界脆化和沿晶斷裂)。
環境介質侵蝕而引起的沿晶斷裂----高強度鋼的氫脆、應力腐蝕
高溫下的沿晶斷裂。
沿晶脆斷的特征:斷口在宏觀上呈顆粒狀,有時能觀察到放射狀條紋。斷口微觀形貌呈冰糖狀。