在本实验中,按照实验老师介绍的操作方法,尝试操作日立S3400N扫描电镜并对断口样品的形貌进行观察,并分析断口的类型及其形貌特征。
利用试样或构件断口的二次电子像所显示的表面形貌特征,可以获得有关裂纹的起源、裂纹扩展的途径以及断裂方式等信息,根据断口的微观形貌特征可以分析裂纹萌生的原因、裂纹的扩展途径以及断裂机制。图3是比较常见的金属断口形貌二次电子像。较典型的解理断口形貌如图3a所示,在解理断口上存在有许多台阶。在解理裂纹扩展过程中,台阶相互汇合形成河流花样,这是解理断裂的重要特征。准解理断口的形貌特征见图3b,准解理断口与解理断口有所不同,其断口中有许多弯曲的撕裂棱,河流花样由点状裂纹源向四周放射。沿晶断口特征是晶粒表面形貌组成的冰糖状花样,见图3c。图3d显示的是塑料断口经镀膜后观察的韧窝形貌,在断口上分布着许多微坑。图3e显示的是H13钢韧窝断口形貌,在部分微坑中嵌着夹杂物颗粒。图3—3f可以看出,疲劳裂纹扩展区断口存在一系列大致相互平行、略有弯曲的条纹,称为疲劳条纹,这是疲劳断口在扩展区的主要形貌特征。图3显示的具有不同形貌特征的断口,若按裂纹扩展途径分类,其中解理、准解理和韧窝型属于穿晶断裂,沿晶断口的裂纹扩展是沿晶粒表面进行的。
图3常见的典型断口形貌