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,

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received

20040612.

1

引言

断口是试样或零件在试验或使用过程中断裂后所

形成的相匹配表面

。

断口学是研究断口的形貌

、

性质

,

进而分析断裂类

型和断裂方式

(

有时统称为断裂模式

)

、

断裂路径

、

断裂

过程

、

断裂性质

、

断裂原因和断裂机理的科学

。

从

16

世纪开始

,

人们就开始对断口形貌进行研

究

[1

]

。

1722

年

de

Reaumur

报导了借助显微镜研究金属

断口的方法

,

在他的经典著作中

,

把钢铁断口归纳为七

种类型

[2

]

。

在

19

世纪的断口学研究中

,

比较重要的工

作有

,

1875

年

Percy

描述了六种断口形貌的一般类

型

[3

]

;1878

年之后的几年中

,Adolf

Martens

[4

]

(

马氏体就

是用他的名字来命名的

)

把断口技术和金相技术结合

起来研究材料的性质

;1885

年

,Johann

Augustus

Brinell

(

布氏硬度的创始人

)

讨论了热处理以及碳的状态变化

对钢的断口形貌的影响

[5

]

。由于对金相学的过分重

视

,

当时很多知名的冶金学者认为微观断口形貌是既

不准确又无用处的

,

因此在进入

20

世纪很长的一段时

期里

,

显微断口学还是被人们忽视的

。直到

1944

年

Carl

A.

Z

apffe

定义了断口学中具有十分重要意义的名

词

“

断口形貌学”

(

fractography

)

之后

[6

]

,

断口分析才进入

了一个快速的发展时期

。同时期

,

Z

apffe

把光学显微

镜应用到断口形貌的观察上

,

对断口学的发展有着深

远的意义

。

随着透射电子显微镜和扫描电子显微镜在

断口形貌观察上的应用

,

断口学的研究有了质的飞跃

,

从此断口学的研究进入了全新的发展阶段

,

使得断口

分析成为失效分析必不可少的手段

。

电子断口学给出

脆性断裂解理花样的确切解释

,

发展了新的疲劳断裂

模型

,

并提出了微孔聚集的韧性断裂微观机理

。

2

断口分析在断裂失效

(

事故

)

分析中的地位

和作用

2.

1

断裂失效分析的重要性

据统计

,

在工业技术发达国家每年因工程系统的

失效造成的损失约占国家生产总值的

5

%

～

10

%

[7

]

。

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

。

1982

年

,