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目录 1

引言和历史背景 1

关于断裂的史前经验 1

十六至十八世纪的断口金相 1

断口金相 1

十九世纪的断口金相 5

1900～1939年的断口金相 9

微观断口金相的再发现 9

显微断口金相技术 10

显微断口金相的应用 10

断口照片与显微组织的关系 11

断口试样的制备与保存方法 14

金属断口的保护 14

机械损伤 14

化学损伤（腐蚀） 14

涂层 14

金属断口的清理 14

断口的切取 15

二次裂纹的打开 15

无损检验的影响 16

肉眼检查 17

断裂件拍摄的安排 17

断裂零件和断口的照相术 17

相机 18

取景相机 18

显微镜装置 19

使用胶卷的单透镜和双透镜反射相机 19

透镜 19

35毫米单透镜反射（SLR）相机 19

折叠式相机 19

聚焦 20

灯光 21

照明技术 21

腐蚀切面的照明 25

显示深腐蚀试样的晶粒流线的照明 28

紫外线照明的照相术 28

高反射性物件的照明 28

胶片 29

曝光计 30

曝光 30

曝光计算尺和运算 31

试曝 34

胶片显影和印相 35

印相规范 35

立体照片 36

快速印相法 36

辅助设备 38

光学显微镜断口金相的特殊技术 40

复型 40

切片和断口剖面的研究 40

投影 43

断口表面分析 43

断口表面的腐蚀坑 43

大景深显微镜 43

纤维区 44

光滑试样的拉伸断口特征 44

圆柱形试样 44

光学显微镜显示的断口金相特征 44

放射区 45

剪切唇区 46

矩形截面试样 46

人字形花样 46

木纹状断口 48

疲劳特征 49

海滩标记 49

棘轮标记 50

条带 50

晶粒和解理小面 52

二次裂纹 52

不连续性缺陷 52

折叠、接缝和坑点 52

热裂纹 53

焊接缺陷 53

缩孔和气孔 53

夹杂物 54

偏析 54

韧窝 55

应力腐蚀裂纹 55

光学显微镜断口照片的解释 58

应力状态 58

裂纹源 61

断口全貌 61

断口上裂纹源的线索 61

冲击过载断口中源点的定位 65

疲劳断口中的源点定位 66

环境引起的断裂源点的定位 67

绘制出断口形貌图来识别断裂源 67

断裂的发展 68

裂纹扩展过程中断口的变化 71

由组织的局部差异引起的变化 71

由应力强度因子的改变引起的变化 71

由改变环境引起的变化 73

由不同的应力状态引起的变化 74

不明确的断口 77

试验断口与工作断口之间的关系 77

扫描电镜及其在断口金相中的应用 78

扫描电镜的主要特点 78

扫描电镜的使用 79

使用方式 79

试样台 80

放大倍数 80

试样制备 80

真空系统 80

阴极射线管 80

附件及辅助设备 81

特点 81

谱仪 81

立体成象 81

阴极荧光 82

透射附件 82

固体对探测器 82

专用台 82

显微探针分析仪 82

扫描电镜断口照片的获得与观察 83

透镜系统 85

显微镜设计 85

透射电镜用的试样 85

透射电子显微镜 85

透射电镜及其在断口金相中的应用 85

图象质量 87

强度与反差 87

断口复型 88

复型前断口的清洗 88

一级复型 88

一级塑料薄复型 89

一级塑料厚复型 89

一级直接碳复型 90

氧化膜负复型 91

二级复型 91

复型的投影 92

复型的镀层 95

扫描电镜断口照片与各种复型透射 95

电镜断口照片的对比 95

复型的位置与取向 95

用作标定的网格 95

标定投影 95

复型的假象 95

立体观察 97

放大倍数 99

逼真感 99

分辨率 99

能观察到的试样面积 99

的对比 99

扫描电镜及透射电镜用于断口金相 99

穿晶解理特征 100

“舌头”或显微孪晶 100

扫描电镜断口照片的解释 100

解理裂纹源 102

准解理特征 102

显微空穴集聚形成的韧窝 103

撕裂 106

疲劳条带 106

疲劳断裂发展的第Ⅰ阶段 107

疲劳断裂发展的第Ⅱ阶段 108

沿晶断裂 109

混合断裂机理所表现的特征 112

解理＋撕裂 113

解理＋显微空穴集聚 113

显微空穴集聚＋疲劳条带组织 115

显微空穴集聚＋撕裂 115

解理＋沿晶断裂 115

解理＋疲劳条带 115

显微空穴集聚＋沿晶断裂 115

撕裂＋疲劳条带 115

撕裂＋沿晶断裂 115

疲劳条带＋沿晶断裂 118

由化学及热环境造成的断裂特征 118

高温断裂 119

应力腐蚀开裂及氢脆 120

断口受蚀 123

透射电镜断口照片的解释 124

穿晶断口 124

显微空穴集聚 124

撕裂 127

解理 128

准解理 131

疲劳 132

沿晶断口 139

化学环境造成的断口特征 141

应力腐蚀开裂及氢脆 141

腐蚀疲劳 143

由液态和固态金属引起的脆化 144

断口上的腐蚀产物 144

用断口金相揭示不连续性缺陷导致 146

的断裂 146

折叠、接缝和冷隔 146

裂纹 149

夹杂 151

渣条 155

疏松 158

偏析 161

晶界不连续性缺陷 161

不适当的晶粒流变 165

断口金相在失效分析以外的其它方面 166

的应用 166

断裂途径的研究 166

断裂前和断裂过程中的形变 167

断口表面特征 167

材料 170

能够用断口金相解决的失效问题 170

环境 170

形状 170

失效分析的基本要点 170

断口金相在失效分析中的应用 170

加载 170

裂纹源与裂纹扩展途径 171

加载类型 172

零件的材料 174

零件的形状和表面 176

化学和热学环境 176

沿晶分离断裂 179

随零件尺寸形状和截面而变化 179

的断裂机理 179

腐蚀造成的断裂 182

使用断裂 188

疲劳裂纹扩展速率 189

索引及附录说明 200

索引 201

附录 240