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解理断裂的影响因素

解理断裂的影响因素
  解理弹簧断裂的影响因素
  
  影响解理弹簧断裂的因素很多,例如温度、加载速度、晶体结构、显微组织、第二相粒子的大小、形状、应力大小、应力状态、试样形状、工作环境等对弹簧断裂都有重要影响。
  
  试验温度低裂纹尖端塑性变形区小,裂纹扩展时所消耗的能量少,扩展阻力小,容易导致解理弹簧断裂。图4-34是单晶体材料的试验温度与解理应力、屈服应力关系示意图。在T以下材料在塑性变形之前发生解理弹簧断裂,在T以上应力首先使晶体发生塑性变形,然后解理弹簧断裂。
  
  解理弹簧断裂除了受试验温度影响之外,还受速率的影响,高应变速率有利于发生解理弹簧断裂。加载速度的提高释放一个不稳定裂纹所需要的能量降低,发生解理弹簧断裂的可能性增大。例如在高速冲击、爆炸条件下经常使一些韧性材料发生解理弹簧断裂。
  
  解理弹簧断裂通常在体心立方、密排六方晶格的金属或合金中发生,面心晶系的金属和合金一般情况下不发生解理弹簧断裂。晶粒越粗大越容易产生解理弹簧断裂。
  
  显微组织不同解理弹簧断裂路径不同,解理断口形貌特征也不同。珠光体解理断口河流与渗碳体片平行,并沿着铁素体一碳化物的界面扩展,河流通过从一个界面向另一个晶面连续跳跃来汇聚,见图4-35。
  
  铁素体断口基本上由(100)取向的显微小平面组成,呈现出典型的河流和舌状花样。上贝氏体解理弹簧断裂与珠光体相似,弹簧断裂小平面穿过数个上贝氏体晶粒。弹簧断裂路径主要受铁素体控制但受到碳化物粒子的十扰。板条马氏体中裂纹沿着近似相同的方向打“展,因为板条界面具有高位错密度,有时会使解理面在微观上凸凹不平。断口上小平面的尺寸与板条束尺‘寸一致。
  
  材料中第二相粒子的形状和分布对解理弹簧断裂的影响是粗碳化物粒子促进解理弹簧断裂。细小密集分布的粒子,由于难于形成位错塞积,因此不会成为解理弹簧断裂的萌生点。粒子形状在解理弹簧断裂中不起主要作用。
  
  晶界、业晶界、相界、孪晶界及夹杂物处容易使位错运动受阻,由塞积位错所造成的拉应力引起开裂。
  
  另外缺口、裂纹、缩孔、气孔、机械加工痕迹及上件截面的突然变化均能促进解理裂纹的萌生。

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