打开裂纹时,须注意保持断面的原始形貌特征不受到机械的和化学的损伤;断口及其附近区域的材料显微组织不能因为受热发生变化。具体实施时,应根据裂纹的位置及扩展方向来选择人为施力点,使零件沿裂纹扩展方向受力,使裂纹张开形成断口,而不会在打开过程中损伤断面。常用的裂纹打开方法有三点弯曲法、冲击法、压力法和拉伸法等。打开裂纹时,*好采用一次性快速打开方法,而不用重复的、交变的或分阶段处理的方法,如振动疲劳和反复弯曲等,以免打开时在断面上形成的特征与原始断裂特征混淆。对大型结构件,如锅炉、飞机等,为便于运输和深入的观察分析,需将大型零件切割成小试样。常用的切割方法有砂轮切割、火焰切割、线切割和锯切等,对会产生高温的切割,切割位置应与裂纹保持一定的距离,并用适当的方法进行冷却,以免裂纹附近的材料组织、性能因受热发生变化,断面特征产生化学损伤。
②断口分析裂纹断口分析与断裂面断口分析的技术和方法均相同,适用于断裂面断口分析的方法和手段在裂纹断口分析中均可应用;两者的形貌特征和规律也相同。因此,裂纹的断口鉴定技术和方法可参考下面的断裂面断口分析部分。
4)裂纹综合诊断通过对裂纹的宏、微观分析,可确定裂纹的部位、形态和裂纹源的位置,初步判断裂纹的形成时期和扩展途径,结合应力分析、制造工艺和使用条件及材料性能综合分析,可初步诊断出裂纹的性质及产生的原因。
(1)裂纹的起始位置。裂纹的产生是应力作用的结果,其起始的位置取决于应力集中和材料强度两方面综合作用的结果。因此,零件结构形状上易引起应力集中的部位,如工件截面尺寸突变、厚薄不均、孔槽边缘和尖锐棱角处等;材料缺陷和内应力部位,往往是裂纹出现的部位。根据裂纹存在的部位和受力状态,可以初步判断裂纹产生的条件。。
①材质原因引起的裂纹。金属的表面缺陷,如夹砂、斑疤、划痕、折叠(图2.15)、氧化、脱碳和粗晶环等,以及金属的内部缺陷,如缩孔、气泡、疏松、偏析、夹杂物、白点、过热、过烧和发纹等,不仅本身直接破坏金属的连续性,降低材料的强度和韧性,而且往往在这些缺陷周围造成很大的应力集中,使得材料在很低的平均应力下产生裂纹。
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