新手求助，如何判别金属断口SEM形貌

已经断开的的试样可以用锯子把断裂截面切下来（1cm左右厚），然后就可以放到SEM里观察了。至于没断开，仅仅开裂的试样，恐怕只能从式样表面观察一下了，同样也是用句子把含有裂纹的部分切下来即可。时间久了的最大问题是氧化，但是作为SEM观察，其实氧化也无所谓了，重要的是注意，别把断口碰了，以免裂纹表面形貌损坏。关于寻找裂纹源其实很简单，疲劳端口上通常分为裂纹起始区，裂纹扩展区和瞬断区。裂纹起始区用肉眼看往往呈现为一个光亮的小点，在材料表面或者表面以下一点点的地方。如果楼主在断口上看到有放射状分布纹理，那么这些纹理发散开去的方向是裂纹扩展的防线，这些纹理汇聚的点就是疲劳源了。 查看>>

1.断裂失效断裂失效是轴承零件的基本失效模式之一。断裂分为脆性断裂、疲劳断裂、过载断裂、应力腐蚀断裂、氢脆断裂、蠕变断裂等类型。

(1)脆性断裂轴承零件在运行中，由于环境条件不适当可能使材料变脆，从而导致脆性断裂，造成损害。

材料的断裂存在着一个断裂“源”，即断裂的起始点。

脆性断裂的“源”为材料内部的宏观裂纹(0.1

^-1 mm

)，这种宏观裂纹产生于零件的制造加工过程、使用运行过程，以及结构中的应力集中。

脆性断裂的特点是:断裂时承受的工作应力较低，一般不超过材料的屈服极限，甚至不超过许用应力，故又称为低应力脆断中、低碳钢在较低的温度下(100C

^-15

0C)会由韧性状态向脆性断裂转变，高强度钢没有明显的温度效应脆性断裂的断口平齐光亮，断口截面收缩很小，且常有人字纹或放射花样脆性断裂一般是突然发生，会产生许多碎片。

(2)疲劳断裂轴承零件在交变载荷作用下所发生的断裂，称为疲劳断裂。疲劳断裂是工程中最常见的零件失效模式，占工程断裂故障的40%-90%.

常见的疲劳断裂类型有高周疲劳、低周疲劳、接触疲劳腐蚀疲劳和热疲劳。

轴承材料在低于屈服极限的交变应力作用下，具有较长寿命的疲劳破坏称为高周疲劳。反之，在大应力作用下，材料局部应力超过屈服极限，且断裂时总循环次数不超过104时‘的疲劳破坏，称为低周疲劳。材料在较高的接触压应力作用下，使接触表面的局部区域产生nsk轴承剥落，从而导致零件失效的现象，称为接触疲劳。轴承材料在交变应力和腐蚀介质的共同作用下，使材料表面形成腐蚀坑或微裂纹，从而导致断裂失效的现象，称为腐蚀疲劳。由于温度波动或热循环效应所产生的疲劳失效称为热疲劳。

疲劳断口大体上可分为三个区域，即疲劳裂纹源区、裂纹扩展区和瞬时断裂区。

(3)过载断裂当外载荷超过机械零件危险断面的极限应力时，所产生的断裂称为过载断裂。

过载断裂的断口宏观特征与材料的拉伸断口一样，材料塑性较好时，断口显示出较大的塑性变形而当材料较脆时，零件的新口显示出脆性特征。

过载断裂最常见的一种形式是拉伸韧性断裂，其断口呈灰色纤维状，宏观上将其分为平直面(平面)和剪切面(斜面)。

(4)应力腐蚀断裂轴承在腐蚀介质中，受拉应力(或残余应力)的作用，同时又受电化学腐蚀而导致正常延性材料迅速开裂和早期脆I胜破坏的现象，称为应力腐蚀断裂。

应力腐蚀断裂的特点是:产生应力腐蚀失效的时间比应力和腐蚀单独作用下的失效时间为短应力的大小和方向都直接影响到应力腐蚀开裂的起源和裂纹扩展速度，且应力愈大，零件的断裂时间愈短应力腐蚀断裂发生时常常没有明显的预兆，具有突然性轴承材料在特殊的环境介质中才会发生应力腐蚀断裂杂质元素对nsk轴承材料的应力腐蚀断裂敏感性影响极大。

一、疲劳破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏，这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷，而这些缺陷就成为裂缝的起源，在疲劳破坏过程中，可以认为不存在裂纹形成这个阶段。

因此，钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的，而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分，断口因经反复荷载频繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑，而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。

二、影响疲劳强度的因素

影响疲劳强度的主要因素是应力集中，这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素。但在钢结构和钢构件中，产生应力集中的原因则极为复杂，因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多。

扩展资料：

裂纹形成机理：

从微观角度分析，金属裂纹形成中最常见解释为滑移带开裂。随着载荷作用循环次数的不断增加，金属焊接结构材料内部晶体的位错密度不断加大，当位错密度增大到一定值时，晶体内部形成位错纠结，进而构成高密度的位错带和低密度的位错区域，这些区域对位错运动产生了阻碍作用。

在疲劳载荷继续作用下，位错之间相互作用，并向高能到低能方向转化，逐渐形成位错胞，继而发展成为亚晶结构。在这种方式下，晶体内部位错的演变和相互运动，导致金属内部出现滑移带。

滑移带的产生顺序一般是出现滑移线、形成滑移带和形成驻留滑移带这三部分。在疲劳载荷的循环作用下，首先在金属材料内部薄弱晶粒上出现位错运动，这种运动导致金属表面留下痕迹，即滑移线。在持续循环次数作用下，滑移线不断累积，逐渐形成滑移带。

而滑移带不断的被循环载荷挤入和挤出晶界面时，滑移带则转变成驻留滑移带。痕迹就是由驻留滑移带在材料表面留下的，当这种痕迹作用足够深时，便形成了初始的裂纹。因此，驻留滑移带是裂纹形成的关键因素。

参考资料来源：百度百科-低周疲劳

参考资料来源：百度百科-疲劳裂纹生长

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