学术干货│领略断口分析的奥妙

2.1解理台阶（最明显特征）

象征韧性断裂的韧窝已无处可寻，取而代之的是一簇相互平行的、位于不同高度的晶面形成的解理台阶。

图2 解理台阶特征分析

该文作者运用电子束选区熔化制备了铁素体不锈钢。在图a、b和c中，解理面（cleavage）的出现证明了此时拉伸断口为脆性断口，说明了在该熔融工艺中材料的脆性比较大。

2.2 河流状花样

图3 河流状花样断口分析

作者研究高温和应变速率对铝合金的影响对试样进行了力学性能测试，用扫描电镜对断口进行微观形貌观察时发现断口平齐，并且有河流状花样，由此便可说明该处理工艺增加了材料脆性。

二、按照脆性断裂时裂纹扩展途径分类：穿晶断裂和沿晶(晶界)断裂。其中穿晶断裂，通常是裂纹沿着一定的晶面或者滑移面、孪晶面扩展而使材料断开。沿晶(晶界)断裂，通常是指裂纹沿着晶界扩展的一种脆性断裂。一般情况下，晶界不会开裂。发生沿晶断裂，势必由于某种原因降低了晶界结合强度而造成了该断裂的发生。其区别如下图3示意图所示

图4 穿晶断裂和沿晶断裂的区别

2.1 穿晶断裂

图5 穿晶断裂断口分析

作者通过扫描电镜对断口的观察，认为在低含量氧化锌含量下的氧化铟烧结试样的致密度较高，晶粒尺寸也较大，试样的断裂方式为穿晶断裂，从而得出试样具有较高的弯曲强度。

2.2沿晶断裂

图6 沿晶断裂断口分析

图6所示的断口为沿晶断裂断口，在扫描电镜下，图6a的断口表面可以看到晶粒边界（预示着沿晶断裂），并且具有变形现象。综合断口观察，可以得出由于在晶粒边界处存在微孔，这些微孔导致了裂纹沿晶粒边界扩展，从而形成沿晶断裂断口。

参考文献

【1】Microstructure, mechanical properties and fracture behavior of ultra-high strength dual-phase steel.

【2】Characterization of oxide dispersion strengthened ferritic steel fabricated by electron beam selective melting.

【3】High temperature cleavage fracture in 5383 aluminum alloy.

【4】Sintering behavior and refining grains of high density tin doped indium oxide targets with low tin oxide content.

【5】Microstructural stability and mechanical properties of a newly developed Ni–Fe-base superalloy.

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