金属构件显微断裂机制

摘要

汽车发动机构件在生产和使用时，常以断裂、腐蚀、磨损、变形四种方式发生失效，其中断裂是最主要的失效方式。断裂机制分析是对材料断裂的微观或亚微观内在因素，甚至是纳米或原子级别因素的定性和定量分析。目前主要的分析依据有:滑移带、显微组织、位错理论、相界和晶界等与断裂过程的关系。显微断裂机制用来描述显微断裂发生的过程及显微断口的特征。本文讨论的显微断裂机制主要有微孔聚集断裂机制、解理断裂机制、准解理断裂机制、沿晶断裂机制、疲劳断裂机制、应力腐蚀断裂机制几种。当金属材料的晶界为显微组织中最薄弱部分的时候，就会发生沿晶分离。沿晶分离的机理主要分为五类:本征晶间脆性、晶界沉淀导致晶间脆性、杂质元素在晶界偏析引起晶间脆性、特定腐蚀环境引起的晶间脆化、高温下的沿晶分离(蠕变)。沿晶断裂可分为脆性沿晶断裂和韧性沿晶断裂。受应力的的材料在特定环境下产生滞后开裂，甚至发生滞后断裂的现象称为应力腐蚀。据统计，在发达国家每年因为工程系统的失效造成的损失大约占国民生产总值的5%-10%.如果正确应用已有的技术进行失效预防，大约有一半的损失是能够避免的。了解各类显微断裂机制，可以指导探寻机械构件断裂的根本原因，提前做好断裂失效的预防。