失效分析-裂纹分析技术.ppt

失效分析-裂纹分析技术.ppt裂纹分析技术
裂纹是材料表面或内部完整性或连续性被破坏的一种现象,是断裂的前期;断裂则是裂纹发展的结果。
1 裂纹的无损检测
常用的无损检测方法有:X射线、磁力、超声波、荧光、着色、声发射、敲击测音法和工业CT等物理检测方法
磁力、荧光和着色等方法主要用来检查表面裂纹
X射线、超声波、声发射和工业CT等可检测表面和内部裂纹
声发射靠捕捉裂纹扩展中发射的声信号来检测裂纹,只能检测正在扩展中的裂纹
检测注意事项
裂纹检测中,要注意检测的方向,超声波和磁力线必须垂直裂纹平面检测,而X射线须平行于裂纹所在的平面检测。
2 裂纹产生先后顺序的诊断技术和方法
在断裂失效分析中,往往存在有多条裂纹,而最先产生的裂纹往往是导致其它裂纹产生和整个事故(故障)发生的根本原因。因此,在分析中,首要任务就是从这些裂纹中确定首先产生的裂纹即主裂纹,然后对主裂纹进行分析。
(首断件)的原则和方法
断裂件中既有延性断裂又有脆性断裂时,
一般脆性断裂件发生在前,延性断裂件发生在后
断裂件中既存在脆性断裂件又存在疲劳断裂件时,则疲劳断裂件应为首断件
存在两个或两个以上的疲劳断裂件时,低
应力疲劳断裂件在前,高应力疲劳断裂件在后
各断裂件均为延性断裂时,应根据各零件
的受力状态、结构特性、断裂的走向和材料与性能等进行综合分析与评定,才能找出首先断裂失效件
常用判断裂纹先后顺序的方法
塑性变形量大小确定法
当零件断裂成多块,有的部位没有明显塑性变形,有的部位塑性变形明显,则无塑性变形的区域为首先断裂区域;当所有断裂部位均为延性断裂时,变形量大的部位为主裂纹,其它部位为二次或三次裂纹。
(2) T型法
一个零件上同时出现两条或多条裂纹,裂纹间构成T型关系时,可根据裂纹的相对位置关系来确定主裂纹。图8中所示,横贯裂纹A形成在前为主裂纹,而B裂纹形成在后为次裂纹。
(3)裂纹分叉法
机械零件在断裂的过程中,出现一条裂纹后,往往会引伸出多条分支裂纹或分叉裂纹,如图9所示。裂纹的扩展方向为从主裂纹向分叉或分支裂纹方向,分叉或分支裂纹汇集的裂纹为主裂纹。
A为主裂纹;BCD为二次裂纹。