鋼材斷口分類及常見缺陷形態(tài)

斷口試驗(yàn)是沿刻槽位置將試樣在沖擊載荷作用下折斷以獲得檢驗(yàn)的斷口，斷口的某些疵病與斷口試驗(yàn)操作條件有很大關(guān)系，比如:試驗(yàn)溫度、加荷方法等。通常斷口試驗(yàn)應(yīng)在室溫下進(jìn)行，低溫狀態(tài)時(shí)會(huì)影響和改變斷口形貌，冬季(-20~-30) °C， 試樣在室外放置12小時(shí)后打斷，斷口上將出現(xiàn)結(jié)晶狀，而同一試片在常溫下打斷時(shí)，斷口上的結(jié)晶狀比例則有可能降低，因此特別要注意冬季試片從室外拿到試驗(yàn)間時(shí)不能馬上進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)放置一段時(shí)間， 待整個(gè)試片溫度達(dá)到室溫的條件“下才可進(jìn)行試驗(yàn)。

加荷方法對(duì)斷口形態(tài)也有較大影響，沖擊折斷試樣所用設(shè)備通常采用落錘、電錘、小汽錘、壓力機(jī)、材料試驗(yàn)機(jī)或沖床，用自由落錘和材料試驗(yàn)機(jī)等不同加荷方法將同一試片打斷，對(duì)斷口形態(tài)產(chǎn)生不同效果，自由落錘打斷的斷口上結(jié)晶狀較其他載荷速度慢的方法易于呈現(xiàn)出來。

在折斷試樣時(shí)，應(yīng)采取妥善辦法來避免斷口表面受損傷或污染。操作時(shí)，應(yīng)將刻槽向下放置，使刀口與刻槽中心線吻合，然后折斷，試樣最好一次折斷，嚴(yán)禁反復(fù)沖、壓，使斷口產(chǎn)生疲勞痕跡，混淆斷口缺陷。折斷的斷口一般應(yīng)用肉眼或30倍以下的放大鏡來檢查。

鋼材斷口分類及常見缺陷形態(tài)

1、纖維狀斷口

斷口呈纖維狀，無金屬光澤，顏色發(fā)暗，看不到結(jié)晶顆粒，斷口邊緣常有明顯的剪切唇和塑性變形，是結(jié)構(gòu)鋼正常調(diào)質(zhì)態(tài)斷口，屬韌性斷口。微觀斷裂形貌是韌窩。見圖3-8。.

2、結(jié)晶狀斷口

斷口上有明顯的、具有金屬光澤的結(jié)晶顆粒，斷面平齊，呈銀灰色，說明斷裂時(shí)沒有明顯的塑性變形，結(jié)晶狀斷口屬于脆性斷口。對(duì)于出現(xiàn)在熱軋或退火的鋼材(坯).上是--種正常斷口，對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理淬火效果不好出現(xiàn)的結(jié)晶狀斷口則是非正常斷口。微觀斷口形貌是解理或準(zhǔn)解理。見圖3-9。

3、瓷狀斷口

瓷狀斷口是一種具有綢緞光澤、密、類似細(xì)瓷器斷口，呈亮灰色，該口常出現(xiàn)在過共析鋼和某些合金鋼淬+低溫回火的鋼材(坯)上，是一種常斷口，微觀斷口形貌是穿晶斷裂。如滲碳層宏觀斷口就是磁狀斷口。材料為35CrNilMo的零件淬火+ .溫回火后表面局部斷裂面為瓷狀斷口，見圖3-10。

4、白點(diǎn)斷口

斷口上呈圓形或橢圓形的銀白色斑點(diǎn)，斑點(diǎn)面上并不光滑，為細(xì)顆粒狀或粗纖維狀，白點(diǎn)有時(shí)也會(huì)呈鴨嘴形裂口，其尺寸變化較大可以由幾毫米到幾十毫米，一般分布于偏析區(qū)內(nèi)。見圖3-11。

白點(diǎn)缺陷是鋼中氫和內(nèi)應(yīng)力共同作用所造成的，它屬于破壞連續(xù)性缺陷，降低鋼材延伸率，對(duì)斷面收縮率和沖擊韌性降低更明顯。有白點(diǎn)缺陷的鋼材或零件在熱處理時(shí)往往容易形成淬火裂紋或發(fā)生開裂，因此在鋼中是不允許的缺陷。

5、萘狀斷口

斷口上呈弱金屬光澤的亮點(diǎn)或小平面，由于各個(gè)晶面位向不同，這些亮點(diǎn)或小平面閃耀著蔡晶體般的光澤，是一種粗晶的穿晶斷口。見圖3-12。這種缺陷在合金結(jié)構(gòu)鋼和高速鋼的斷口，上均可見到，高速鋼典型的蔡狀斷口常常是因?yàn)楣ぜ啻沃貜?fù)淬火，其間又未經(jīng)退火而造成的：合金結(jié)構(gòu)鋼中的萘狀斷口是由于過熱而導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大粗化引起的。

6、石狀斷口

斷口上表現(xiàn)為無金屬光澤、顏色淺灰、有棱角、類似碎石塊狀。輕微時(shí)只有少數(shù)幾個(gè)，嚴(yán)重時(shí)可布滿整個(gè)斷面，是一種粗晶沿晶斷裂。見圖3-13。石狀斷口表征鋼材已經(jīng)嚴(yán)重過熱或已發(fā)生過燒，使鋼的塑性及韌性降低，特別是韌性降低尤為顯著，鋼材一旦出現(xiàn)石狀斷口，通常無法挽救。

7、層狀斷口

層狀斷口也稱木紋狀斷口，在縱向斷口上沿?zé)峒庸し较虺尸F(xiàn)出無金屬光澤、凸凹不平、層次起伏的條帶，條帶中伴有白亮或灰色線條，類似劈裂的木.紋，一般分布在偏析區(qū)內(nèi)。

層狀主要是由于多條相互平行的非金屬夾雜物的存在造成的，對(duì)鋼的縱向性能影響不大，降低橫向塑、韌性。

8、非金屬夾雜物及夾渣斷口

在斷口，上呈現(xiàn)肉眼可見的灰白、淺黃、黃綠等顏色的非結(jié)晶的細(xì)條帶狀或塊狀缺陷，其分布無一定規(guī)律，在整個(gè)斷口上均可出現(xiàn)。這種斷口是由于鋼液在澆注過程中混入渣子或耐火材料等雜質(zhì)所造成的。非金屬夾雜物是一種破壞金屬基體連續(xù)性的缺陷。

9、黑脆斷口

這類缺陷在斷口.上呈現(xiàn)出局部或全部黑灰色，嚴(yán)重時(shí)可看到石墨炭顆粒。黑脆缺陷主要由鋼中發(fā)生石墨化造成的，石墨破壞了鋼的化學(xué)成分和組織的均勻性，使淬火硬度降低，性能變壞。此種缺陷一般易出現(xiàn)在多次退火后的共析或過共析碳素工具鋼中，或含硅的彈簧鋼中，黑脆缺陷不能用熱處理和熱加工方法改善和消除。

10、縮孔殘余斷口

縮孔殘余斷口在縱向斷口的軸心區(qū)，呈非結(jié)晶構(gòu)造的條帶或疏松帶，有時(shí)其上伴有非金屬夾雜物或夾渣存在，淬火后試樣沿著條帶往往有氧化色?？s孔殘余一般都產(chǎn)生在鋼錠頭部的軸心區(qū)，主要是鋼錠補(bǔ)縮不足或切頭不夠等原因造成的。它有時(shí)會(huì)在一定長(zhǎng)度的鋼材中貫穿存在，屬于破壞金屬連續(xù)性的缺陷。

11、氣泡斷口

在斷口.上星內(nèi)壁光滑、非結(jié)晶的細(xì)長(zhǎng)條帶，或呈現(xiàn)光滑的凹坑。按氣泡出現(xiàn)位置分為皮下氣泡斷口和內(nèi)部氣泡斷口兩類。氣泡主要是鋼液中氣體含量過多、澆注系統(tǒng)潮濕、錠模有銹跡等原因造成的，它屬于破壞金屆連續(xù)性的缺陷。