宏观断口学及显微断口学PDF电子书下载

1．引言 1

1.1．实验技术述评 1

1.1.1．透射电子显微镜术 1

1.1.2．扫描电子显微镜术 1

目录 1

1.1.3．其它方法 3

1.1.3.1．体视观测术 3

1.1.3.2．断口上镀镍 3

1.1.3.3．断裂前制备金相磨面 3

1.1.3.4．断口的浸蚀 3

1.2．断口的分类 3

2．断裂机制 5

2.1．具有延性特征的断口 5

2.1.1．宏观形貌 5

2.1.2．断裂过程的显微形貌 6

2.1.4.1．第二相质点对内部空洞形成的影响 7

2.1.3．塑坑的形貌 7

2.1.4．延性断裂三个阶段的研究 7

2.1.4.2．从质点处萌生的空洞的长大 10

2.1.4.3．空洞聚集 11

2.1.5．质点形状、大小和分布与断口形态之间的关系 12

2.1.6．质点对力学性能的影响 12

2.2．解理断裂 13

2.2.1．脆性断裂和韧－脆转变的一般特点 13

2.2.1.1．解理应力 13

2.2.1.2．延性－脆性转变 13

2.2.2．解理断口的评定 15

2.2.2.1．河流花样 15

2.2.2.2．舌状花样 17

2.2.3．机械孪晶对解理扩展的影响 18

2.2.4．第二相质点对解理裂纹萌生和扩展的影响 18

2.3.1．疲劳过程中的组织演变 20

2.3.1.1．表面的变化 20

2.3．疲劳断裂 20

2.3.1.2．裂纹向内部扩展 21

2.3.2．疲劳断口的形貌 21

2.3.3．内部组织在疲劳过程中的变化 23

2.3.4．位错分布和断口形貌之间的关系 23

2.3.5.2．裂纹萌生阶段 24

2.3.5.3．裂纹扩展第一阶段 24

2.3.5.1．耐久极限范围 24

2.3.5．损伤和疲劳的开裂机制 24

2.3.5.4．裂纹扩展第二阶段 25

2.3.6．宏观和显微开裂速率 25

2.4．沿晶断裂 26

2.4.1．沉淀造成的晶间脆性 28

2.4.2．内禀（本征）的晶间脆性 30

2.4.2.1．纯铁的晶间脆性 30

2.4.2.2．马氏体组织的晶间脆性 30

2.4.3．偏析引起的沿晶断裂 31

2.4.3.1.2．氮的影响 32

2.4.3.1．纯铁中起控制作用的杂质 32

2.4.3.1.1．氧和碳的影响 32

2.4.3.1.3．硫、硒和碲的影响 33

2.4.3.1.4．纯铁中磷、砷、锑和锡的影响 34

2.4.3.2．可逆回火脆 35

2.4.3.2.1．历史情况 35

2.4.3.2.2．已研究过的钢种 36

2.4.3.2.3．回火脆的特征 36

2.4.3.2.4．偏析机制 37

2.4.3.2.5．脆断路径 38

2.4.3.2.6．回火脆的理论解释 38

2.4.4．蠕变条件下的沿晶断裂 39

2.4.4.1．晶界三叉结点处的裂纹 41

2.4.4.2．晶间空洞 42

2.4.4.2.1．空洞形核 43

2.4.4.2.2．空洞长大（霍耳－雷莫模型） 43

3.1.1.1．静拉应力造成的塑坑型断口 46

3.1.1．静拉应力造成的断口 46

3.1．静态应力造成的断口 46

3．加载方式对断口形貌的影响 46

3.1.1.2．静拉应力造成的解理断口 48

3.1.1.3．静拉应力造成的沿晶断口 48

3.1.1.4．静拉应力造成的混合断口 49

3.1.2．静压应力造成的断口 50

3.1.2.1．静压应力造成的塑坑、解理、沿晶及混合断口 50

3.1.2.2．内压引起的静态应力造成的延性、脆性或混合断口 50

3.1.3．静弯曲应力造成的断口 51

3.1.3.1．静弯曲应力造成的各种类型的断口 51

3.1.3.2．交变弯曲造成的断口 52

3.1.4．静切应力造成的断口 52

3.1.5．静扭转应力造成的断口 52

3.2．动态载荷造成的断口 53

3.2.1．冲击韧性实验得到的断口 53

3.2.3．用罗伯逊实验来确定止裂温度 56

3.2.2．反复动态加载造成的断口 56

3.3．反复加载造成的断口 57

3.3.1．拉－压应力造成的疲劳断口 58

3.3.2．交变弯曲应力造成的疲劳断口 59

3.3.3．旋转弯曲造成的疲劳断口 59

3.3.4．交变扭转造成的疲劳断口 59

4.1．钢中各种组成相的断口特征 61

4.1.1．奥氏体 61

4．显微组织对断口形貌的影响 61

4.1.2．铁素体 62

4.1.3．渗碳体 65

4.1.4．珠光体 65

4.1.5．球状珠光体和回火马氏体 66

4.1.6．硫化物夹杂 67

4.1.7．马氏体 69

4.1.8．贝氏体 71

4.2.1．可锻铸铁和球墨铸铁 72

4.2.1.1．铁素体可锻铸铁和球墨铸铁 72

4.2．常见铸铁的断口特征 72

4.2.1.2．珠光体可锻铸铁和球墨铸铁 73

4.2.1.2.1．珠光体和索氏体可锻铸铁 73

4.2.1.2.2．珠光体球墨铸铁 73

4.2.2．片状石墨铸铁 74

4.2.3．奥氏体铸铁 74

4.2.3.1．奥氏体球墨铸铁 75

4.2.3.2．奥氏体片状石墨铸铁 75

4.2.4．贝氏体或马氏体铸铁 75

4.2.5．白口铸铁 75

4.2.5.1．普通白口铸铁 75

4.2.5.2．镍铬马氏体白口铸铁（镍铬冷硬铸铁） 76

4.2.5.3．铬－钼白口铸铁（15-3型） 76

5．断口学在断裂失效分析中的应用 77

5.1．设计或构思不当造成的失效 78

5.3.2．偏析 79

5.3.1．气孔、缩孔和疏松 79

5.3．熔化、浇铸、凝固或冷却时操作不当造成的失效 79

5.2．使用材料的类别和性能不当造成的失效 79

5.3.3．从白点处开始的断裂 80

5.3.4．夹渣 80

5.3.5．贝壳状断口 81

5.4．成形操作不当造成的失效 82

5.5．热处理不当造成的失效 83

5.6．表面机械加工不当造成的失效 84

5.7．化学表面处理不当造成的失效 84

5.8．施工安装不当造成的失效 85

5.9．使用操作不当造成的失效 86

5.10．各种腐蚀现象造成的失效 87

5.10.1．点蚀造成的破断 87

5.10.2．和阳极现象有关的应力腐蚀开裂 88

5.10.3．阴极充氢后的延迟应力腐蚀开裂 88

5.10.4．腐蚀疲劳造成的破断 89

5.10.5．液态金属中应力腐蚀造成的破断、红脆和钎焊脆 89

图版770～907 91

参考文献 368