成分分析检测：脆性断裂失效分析

　　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*主要和*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。

　　分类：断裂失效是机械产品*主要和*具危险性的失效,其分类比较复杂,一般有如下几种:

　　(1)按断裂机理分为滑移分离、韧窝断裂、蠕变断裂、解理与准解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂;

　　(2)按断裂路径分为穿晶、沿晶和混晶断裂;

　　(3)按断裂性质分为韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂。

　　工程构件在很少或不出现宏观塑性变形(一般按光滑拉伸试样的ψ<5%)情况下发生的断裂称作脆性断裂,因其断裂应力低于材料的屈服强度,故又称作低应力断裂。由于脆性断裂大都没有事先预兆,具有突发性,对工程构件与设备以及人身安全常常造成极其严重的后果。因此,脆性断裂是人们力图予以避免的一种断裂失效模式。尽管各国工程界对脆性断裂的分析与预防研究极为重视,从工程构件的设计、用材、制造到使用维护的全过程中,采取了种种措施,然而,由于脆性断裂的复杂性,至今由脆性断裂失效导致的灾难性事故仍时有发生。

　　形式

　　金属构件脆性断裂失效的表现形式主要有:

　　(1)由材料性质改变而引起的脆性断裂,如兰脆、回火脆、过热与过烧致脆、不锈钢的475℃脆和σ相脆性等。

　　(2)由环境温度与介质引起的脆性断裂,如冷脆、氢脆、应力腐蚀致脆、液体金属致脆以及辐照致脆等。

　　(3)由加载速率与缺口效应引起的脆性断裂,如高速致脆、应力集中与三应力状态致脆等。

　　按断裂前宏观塑性变形的大小分类,疲劳断裂属脆性断裂范畴。但由于疲劳断裂出现的比例高,危害性大,且是在交变载荷作用下出现的断裂,因此国内外工程界均将其单独作为一种断裂形式加以重点分析研究。

　　疲劳断裂的特点

　　(1)多数工程构件承受的应力呈周期性变化称为循环交变应力。如活塞式发动机的曲轴、传动齿轮、涡轮发动机的主轴、涡轮盘与叶片、飞机螺旋桨以及各种轴承等。这些零件的失效,据统计60%～80%是属于疲劳断裂失效。

　　(2)疲劳破坏表现为突然断裂,断裂前无明显变形。不用特殊探伤设备,无法检测损伤痕迹。除定期检查外,很难防范偶发性事故。

　　(3)造成疲劳破坏的循环交变应力一般低于材料的屈服极限,有的甚至低于弹性极限。

　　(4)零件的疲劳断裂失效与材料的性能、质量、零件的形状、尺寸、表面状态、使用条件、外界环境等众多因素有关。

　　(5)很大一部分工程构件承受弯曲或扭转载荷,其应力分布是表面*大,故表面状况(如切口、刀痕、粗糙度、氧化、腐蚀及脱碳等)对疲劳抗力有极大影响。

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