宏观断口分析的意义与目的

断裂的宏观分析一般是指用肉眼或放大镜对宏观断口形貌、断裂位置及裂纹形貌等进行的分析方法。微观分析主要指用扫描电镜分析断口或者用光学显微镜与透射电镜分析微观组织。对于断裂后的零部件而言，断口是材料断裂后的留下的自然表面，提供重要的断裂信息。用放大镜对宏观断口分析进行，有观察面积大、结论可靠的优点，一些情况下甚至根据宏观断口分析就可以初步确定断裂的原因。宏观断口分析在失效分析中占有举足轻重的地位，其分析的准确性直接影响到后续分析工作。本节主要分析拉伸、弯曲、扭转及冲击等断裂后的宏观断口，至于最重要的疲劳断口将在第3 章中进行分析。

对宏观断口进行分析的主要目的：

（1）根据宏观断口的形貌可以判断裂纹源的位置与断裂类型。

这对进一步分析及防止失效有重要的意义。例如裂纹源出现在表面，则应强化零件的表面性能；如果裂纹源出现在材料内部，则应强化整体性能。找到裂纹源后才可以有的放矢地对裂纹源处的组织结构作进一步深入分析。根据断口宏观形貌往往可以判断出疲劳断裂、脆性断裂等断裂类型。

（2）通过宏观断口分析，结合零部件实际服役条件及各类典型力学试验条件下的断裂应力与断裂过程确定断裂模式。

在确定断裂模式条件下，进一步判断零部件在实际服役条件下的载荷类型接近哪种或哪几种典型的力学性能试验。虽然实际工件与典型力学性能试验有差别，但是载荷或多或少有类似之处，导致断口有类似之处；断口类似之处越多，实际载荷情况就越接近力学性能试验载荷情况，这就为下一步对失效的零部件进行力学性能试验提供了依据，同时也就明确了应该进一步提高材料的何种性能，也为分析断裂的机理提供了方向。(www.xing528.com)

例如判断出零部件是在疲劳载荷形成的断口，分析断裂原因时可重点分析影响疲劳强度的因素，要求测定零部件实际疲劳强度，如果要求保证寿命，则应该要求进一步提高材料的疲劳强度。

（3）宏观断口的形貌与微观断口形貌存在一定的联系（见2.6 节），通过宏观断口分析可以大致估计断口微观形貌，并确定对断口进行微观分析（如利用扫描电镜分析）的区域。

（4）很多情况下根据宏观断口形貌可以粗略判断材料某些性能。

工程上一般讲变形大于5%为韧性材料，小于5%为脆性材料，两者在宏观断口形貌上一般有明显差别。从材料本身性能分析，可根据材料正断抗力与切断屈服强度比值判断韧性材料与脆性材料。如果正断抗力远高于剪切屈服强度，在外加应力没有达到正断抗力时，外加切应力已经达到屈服强度，发生大量塑性变形，材料就表现为韧断。反之，如果正断抗力远低于剪切屈服强度，在外加正应力达到正断抗力时，外加切应力还没有达到屈服强度，材料断裂时，材料没有明显塑性变形，材料就表现为脆断。除材料本身特性外，还与受力时的应力状态有关。

（5）某些情况下可以定性分析载荷大小（拉伸、疲劳等）。