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        彈簧韌窩斷口的微觀形貌特征

        彈簧韌窩斷口的微觀形貌特征
          彈簧韌窩斷口的微觀形貌特征是一些大小不等的圓形或橢圓形的凹坑一韌窩。在韌窩內經?梢钥吹綂A雜物或第二相粒子。然而并非每個韌窩都包含一個夾雜物或粒子,因為夾雜物或粒子分布在兩個匹配斷口上。此外夾雜物在斷裂、運輸或超聲波清洗時也可能脫落。
          
          凹坑的形狀有等軸韌窩、剪切韌窩和撕裂韌窩三種,其形狀取決于應力狀態。圖3-4為最大應力方向對韌窩形狀影響的示意圖。
          
          等軸韌窩是圓形微坑見圖3-4(a)。是在拉仲正應力作用下形成的。應力在整個斷口表面上分布均勻,顯微空洞沿空間三個方向上均勻長大,形成等軸韌窩。圖3-5是拉伸斷裂的等軸彈簧韌窩斷口。
          
          剪切韌窩呈拋物線形。在剪切應力作用下顯微孔洞沿剪切方向上被拉長。剪切韌窩在兩個相匹配的斷口表面上的方向相反。剪切韌窩通常出現在拉伸或沖擊斷口中的剪切唇部位,見圖3-6。
          
          (a)拉伸斷裂:在兩斷口面上形成等軸韌窩;(b)剪切斷裂:在兩斷口面上指向相反的拉長韌窩。拉伸撕裂:在兩個斷面上形成指向斷口源的拉長韌窩
          
          撕裂韌窩也是被拉長了的韌窩,呈拋物線形狀,是在撕裂應力作用下形成的。撕裂時材料受到力矩作用,顯微空洞各部分所受應力不同,沿著受力較大的方向韌窩被拉長。常見于尖銳裂紋的前端及平面應變條件下作低能撕裂的斷口,見圖3-7.
          
          剪切韌窩與撕裂韌窩形狀沒什么區別,只從照片上很難區分,必須對斷口兩側面作對應研究,看凸向是否相同才能確定。
          
          卵形韌窩是大韌窩在長大過程中與小韌窩交截的結果,它是附著在大韌窩之上_的小韌窩形狀類似卵形,見圖3-8。
          
          沿晶韌窩是在斷裂過程中沿晶界發生了一定的塑性變形,在晶界上形成的韌窩,見圖3-9。常出現在過熱斷裂的沿品斷口上。
          
          另外韌窩形狀與大小還受夾雜物形狀的影響,例如長條、棒狀或帶狀夾雜物生成長條狀韌窩,見圖3-10。
          
          實際斷裂零件中,零件局部區域受力狀態復雜,在斷口上可能出現各種不同形狀的韌窩,例如在鋼中經?梢钥吹酱箜g窩之間布滿小韌窩見圖3-11,或者等軸韌窩與拋物線韌窩交替分布。
          
          韌窩大小、深淺及數量取決于材料斷裂時夾雜物或第二相粒子的大小、間距、數量及材料的塑性和試驗溫度。如果夾雜物或第二相粒子多,材料的塑性較差則斷口上形成的韌窩尺寸較小也較淺。反之則韌窩較大較深。成核的密度大、間距小,則韌窩的尺寸小。在材料的塑性及其它試驗條件相同的情況下,第二相粒子大,韌窩也大;粒子小,韌窩也小。韌窩的深度主要受材料塑性變形能力的影響。材料的塑性變形能力大,韌窩深度大,反之韌窩深度小。
          
          溫度與應變速率也影響韌窩的大小及深淺。溫度低材料的塑性差,韌窩尺寸小,深度淺。應變速率大,韌窩大小及深淺均變小。
          
          韌窩的形狀主要取決于應力狀態。
          
          在斷口分析中,不能在微觀上看到有韌窩就斷定為延性斷裂。囚為實際零件受力狀態復雜,宏觀_}二是脆性斷裂的斷口,局部區域也可能有塑性變形,顯示出韌窩形態。在具體分析時要把宏觀與微觀結合起來,再下結論。

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