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深圳市启威测标准技术服务有限公司
主营：表面微观形貌SEM,材料断口观察SEM,表面成分分析EDS,微量污染物成分分析,涂镀层厚度测试,表面粗糙度量测
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断口总是发生在金属组织中较薄弱的地方，记录着有关断裂全过程的许多珍贵资料，所以在研究断裂时，对断口的观察和研究一直受到重视
过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题：如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响，通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。
随着断裂学科的发展，断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关，互相渗透，互相配合；断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。
案例分析：
风力发电机组变桨轴承外圈在使用2-3年时发生断裂，断裂面穿过了螺栓孔。
2、宏观观察
宏观观察，断裂面整体上比较平坦，细腻，存在明显的疲劳贝壳纹，根据贝壳纹的逆指向判断疲劳开裂起源于螺栓孔内表面，如图中椭圆形标识，该区域存在数个台级，为多源特征，存在螺纹挤压压痕和机械损伤，台级式疲劳源处观察到数个颜色较深的半圆状痕迹，螺栓内孔表面存在绣蚀特征。
3、SEM形貌观察
将轴承外圈断裂面切割取下充分清洗后进行SEM形貌观察，断口上大部分区域可见明显的疲劳辉纹和二次裂纹，疲劳断裂源区域的断裂面上发现数个凹坑，凹坑区域存在明显的放射纹路，放射纹收敛于这些凹坑，可见该轴承外圈的疲劳断裂起源于这些凹坑。较高倍数下观察，凹坑中存在异物，经EDS微区成分分析为氧化腐蚀产物。根据这些断口特征和能谱分析结果，得出了该轴承外圈为由点腐蚀坑引起的疲劳断裂的二级失效模式。
(1) 背景：尺寸为25mm×2286mm×3048mm的钢板在卷管过程中发生了开裂，开裂面垂直于卷管方向，裂纹长度约1500mm。
(2) 宏观观察
宏观观察，断口上存在两种不同的特征，靠近外表面的开裂面相对比较细腻，存在放射条纹，是裂纹快速扩展留下的特征，见图3。放射纹收敛于钢板表面，该部位存在尺寸为1.0mm×2.5mm的微小凹坑。靠内表面的断口比较粗糙，存在闪光的小平面。
(3) SEM形貌观察
SEM形貌观察结果外侧凹坑附近为解理，内侧为枝晶特征比较明显的解理，整个断口的宏观、微观特征均表明其断裂性质为脆性断裂。
4、分析结论
经调查，该钢板是在A36基板上堆焊硬度较高的铬合金，并经过多次辊板机辊压制成。经实际检测，断裂件A36基板的屈服强度**技术要求，屈强比为0.82~0.87，材料的塑性储备较小，在断裂前允许变形量减少，不易发生塑性变形，抗变形能力降低。
基板上堆焊的铬合金，金相组织为马氏体+一次碳化物，硬度**过58HRC，并且基板的厚度比堆焊层薄（2~4）mm。
卷管过程中，外测的A36基板承受拉应力，内侧的铬合金承受压应力，高硬度的较厚的铬合金层不容易产生塑性变形，对外侧A36基板的变形具有约束作用，使基板处的应力状态趋于平面应变状态，导致在卷管加工过程中由A36基板表面凹坑处发生脆性断裂。虽然该钢板的尺寸和厚度均较大，但在较大拉应力和较大应力集中的情况下仍可产生了脆性断裂，就像充足气的气球遇到非常小的针尖刺激时也会爆破一样。
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