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。
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。