疲勞斷裂的定義：
材料在受到低于斷裂強(qiáng)度的交變應(yīng)力作用下，發(fā)生的脆性斷裂，稱之為疲勞，?？梢娖跅l帶（或稱疲勞輝紋）的典型特征。
對于疲勞源區(qū)而言，最簡單的是收斂類源區(qū)：
源區(qū)附近呈放射性，其收斂位置即為源區(qū)。
源區(qū)附近呈弧線式，其圓心位置即為源區(qū)。
這類源區(qū)附近的斷面一般較為平坦，之后斷面的起伏度和粗糙度均會增大。收斂類的疲勞起源占疲勞失效的較大比例，另一種情況，疲勞源區(qū)則為解理面或準(zhǔn)/類解理面交錯(cuò)，常見于銅合金和高溫合金，部分鈦合金也有該情況。
高溫合金源區(qū)的解理特征
銅合金源區(qū)的類解理特征
鈦合金源區(qū)的解理特征
這類的源區(qū)附近斷面由于交錯(cuò)分布多個(gè)解理面，因此比較粗糙，之后的疲勞擴(kuò)展前、中期則會轉(zhuǎn)為平坦，最后失穩(wěn)后的快速擴(kuò)展又重新變得起伏大和粗糙。此外，有些疲勞并不一定從試樣表面起源，有可能在試樣內(nèi)部，此時(shí)往往可能由于內(nèi)部存在缺陷或亞表面處于特殊應(yīng)力狀態(tài)導(dǎo)致。
有的起源也不僅僅在一處位置起源，可能在多個(gè)位置均萌生疲勞源，這時(shí)我們就可以看到多個(gè)疲勞源之間產(chǎn)生類似臺階的特征，這是由于多處萌生裂紋并擴(kuò)展過程中，不可能在一個(gè)平面上擴(kuò)展，當(dāng)裂紋相互交匯到一起時(shí)，必然通過剪切撕裂的方式使不同的擴(kuò)展平面連接起來，從而形成臺階。
試樣邊緣多個(gè)交匯臺階
以上說了這么多，大家是不是反而暈菜了？怎么好像什么模式都有，我們到底應(yīng)該如何判斷？
首先，當(dāng)然是通過棱線的收斂去判斷，畢竟絕大多數(shù)的疲勞都有該特征。
其次，看看是不是銅合金、高溫合金這種特殊的合金，對于他們來說，找解理面就差不多了。
再次，關(guān)注臺階，臺階必然意味著有多條裂紋交匯在一起，也就是說，一個(gè)臺階的兩側(cè)存在源區(qū)的可能性很大。
然后，我們還有幾個(gè)輔助判斷的手段：
第一，條帶方向。幾乎所有的疲勞斷裂都可以觀察到條帶特征，此時(shí)，條帶弧線的圓心位置，就是指向源區(qū)了。但是，需要注意的是，條帶只是極微觀的特征，而且在局部位置由于應(yīng)力改變，可能造成條帶擴(kuò)展方向轉(zhuǎn)變的情況。因此，該方法只能作為輔助判別手段。
第二，瞬斷區(qū)判別。源區(qū)實(shí)在不好找，可以先去找瞬斷區(qū)，因?yàn)樗矓鄥^(qū)往往以韌性斷裂模式為主，一般可見與疲勞區(qū)不同的韌窩特征。此外，瞬斷區(qū)由于主要在剪切力作用下快速斷裂，一般與主斷面存在一定的傾斜角度，比較好辨別。找到瞬斷區(qū)后，與之相對的位置一般就是源區(qū)了。
該斷口左側(cè)即為瞬斷區(qū)，由此推出右側(cè)為源區(qū)
看到這兒，大家是不是覺得又明白了一些呢？那么下面我們來檢驗(yàn)一下自己吧：請問下圖斷口的源區(qū)在哪？有幾處源區(qū)？
來源：中航工業(yè)失效分析中心，作者：劉洲。
| |
|
? 請關(guān)注 微信公眾號: steeltuber. 轉(zhuǎn)載請保留鏈接: http://m.yaqiao.net.cn/Steel-Knowledge/The-origin-of-fatigue-fracture.html
|