金屬材料和試驗(yàn)顯微鏡-試樣幾何形狀錐形斷口

  純剪切斷口
  對(duì)于某些單晶體.拉伸時(shí)可沿滑移面分離(即晶體沿滑移面的兩
側(cè)分成兩部分)而導(dǎo)致剪切斷裂，斷口形貌看起來(lái)像刀刃(單滑移)
。這種斷裂過(guò)程與空洞的形核長(zhǎng)大無(wú)關(guān)，故在斷口上觀察不到韌窩
.對(duì)于高純度的多晶體，由于產(chǎn)生縮頸后試樣中心三向應(yīng)力區(qū)的空
洞不能形核長(zhǎng)大，故通過(guò)不斷縮頸而使斷口變得很細(xì)。最終斷裂時(shí)
斷口形態(tài)接近于一個(gè)點(diǎn)或一條線，好像削尖的鉛筆狀(復(fù)滑移)。
  2)杯錐狀斷口
  塑性材料光滑圓柱拉伸試樣的宏觀杯錐狀斷口呈纖維狀，一般
由纖維區(qū)、放射區(qū)及剪切唇三部分組成。
  在圓柱形試樣的均勻單軸應(yīng)變過(guò)程中，在宏觀變形和局部變形
無(wú)法協(xié)調(diào)的部位(如夾雜物等)會(huì)產(chǎn)生顯微空洞.材料屈服后就會(huì)出
現(xiàn)縮頸，由于缺口效應(yīng)而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，并且在焊件中出現(xiàn)三向
應(yīng)力，從而導(dǎo)致空洞在夾雜物或第二相邊界處形核、長(zhǎng)大和連接，
在試樣中心形成很多小裂紋，裂紋逐漸擴(kuò)展并互相連接，形成鋸齒
狀的纖維區(qū).中心裂紋向四周放射狀地快速擴(kuò)展就形成了放射區(qū)。
在放射區(qū)中往往存在平行于裂紋擴(kuò)展方向的放射線(如果材料塑性
不好則不存在放射區(qū))。當(dāng)裂紋快速擴(kuò)展到試樣表面附近時(shí)，由于
試樣剩余的厚度很小.故三向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槠矫鎽?yīng)力狀態(tài).從而剩余
的表面部分剪切斷裂，斷裂面沿著最大剪應(yīng)力平面，與拉伸軸成45
°角。對(duì)于板狀試樣，斷口中心纖維區(qū)呈橢圓形，放射區(qū)則呈人字
形花樣，尖端指向裂紋源，最外側(cè)是與拉伸軸成450角的剪切唇。
  錐形斷口的剪切唇是切變分離區(qū)向試樣外表面快速擴(kuò)展的結(jié)果
，當(dāng)最后是由于滑移導(dǎo)致斷開(kāi)時(shí)，斷口形貌為雙錐形.外剪切唇比
較光滑，并且不是由空洞連接而成的。
  金屬材料和試驗(yàn)條件(如試樣幾何形狀、加載速率、溫度及應(yīng)
力分布等)不同時(shí)，拉伸試樣斷口形貌會(huì)有明顯不同(如是否存在縮
頸、錐形斷口及平坦斷面等)。但在所有這些情況下，斷口都比較
粗糙并呈纖維狀，因此，不適合用光學(xué)顯微鏡來(lái)觀察(景深太小)。
塑性斷裂的擴(kuò)展需要強(qiáng)烈的范性變形(至少在局部)，斷口的粗糙程
度能夠反映出材料韌性的好壞。

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