浅谈金属构件失效分析方法

李鹏志

（石家庄职业技术学院 机电工程系，河北 石家庄 050081）

各种金属构件都具有一定的功能，如实现规定的机械运动、传递动力或者能量等，如果这些零件失去最初规定的效能，即称之为失效.通过失效分析可判断出产品的失效模式，查找出产品的失效原因及机理，并采取相应的改进和预防措施，防止类似的失效再次发生.失效分析常见的检验方法有：断口形貌分析、扫描电镜分析、机械性能试验、金相组织观察、断裂韧性试验、电子能谱分析等.

1 断口形貌分析

断口是金属破断后获得的一对相互匹配的断裂表面及其外观形貌，断口总是发生在金属组织中最薄弱的环节.通过断口的形貌分析可研究一些断裂的基本问题，如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等.

某机械厂生产的矿用圆环链断口图片如图1所示.圆环链断口由裂纹源区、扩展区和剪切唇区组成.扩展纹直指裂纹源区，可见裂纹从裂纹源区萌生并迅速向周围辐射扩展，形成环状扩展区.由此可以推断，裂纹源区可能存在组织缺陷形成的薄弱点，造成应力集中，萌生裂纹.整个扩展区与裂纹源区连成一片，而且除裂纹源区一小块表面无剪切唇外，其他断面都有剪切唇出现，说明断裂由一个裂纹源扩展而成.

图1 圆环链断口宏观形貌

2 扫描电镜分析

扫描电子显微镜适用于对凹凸不平的表面进行连续放大观察……