在微觀上,韌性斷口存在滑移和韌窩兩種形貌特征。
滑移
當金屬在外載作用下產生塑性變形時,金屬內部會沿著一定的晶體學平面和方向產生滑移。絕大多數金屬材料為多晶體,位向不同的晶粒之間相互約束,滑移必然是沿著多個滑移系進行,所以滑移系會相互交叉;在斷口上就會呈現出蛇形花樣特征。如果形變加劇,則蛇形滑動花樣因變形而平滑,形成漣波花樣;繼續變形,漣波花樣也進一步平坦化,在斷口上形成無特征的平坦面,稱為延伸區或平直區。

韌窩
金屬韌性斷裂最主要的微觀形貌特征是韌窩,也稱之為微孔、微坑、孔坑等。
工程材料中,通常含有大量的彌散相(也稱為第二相)。這些彌散相可以是合金元素的碳化物,尺寸非常小(1~20nm);也可以是合金元素的化合物,如鋼中的碳化物、氮化物、碳氮化合物,鋁中的氧化鋁等,這類彌散相顆粒的尺寸大約在50~500nm。一般情況下,第二相顆粒相對基體而言是脆性的,在發生塑性變形時,會出現兩種情況。一種是第二相顆粒不能容納基體形變而發生破裂,另一種是第二相顆粒與基體的界面結合力變弱,而發生界面分離。但是,不論發生哪種情況,顯微孔洞均會在這些位置形核。
韌窩的形成機理簡單來說是顯微孔洞形核、長大、聚集直至斷裂。顯微孔洞形核后,在滑移的作用下逐漸長大,并和其他孔洞連接聚集在一起形成裂紋,全部斷裂后就形成了韌窩斷口。
韌窩的形狀主要取決于應力狀態,最基本的韌窩形狀有三種,即等軸韌窩、撕裂韌窩、剪切韌窩,示意圖如圖2所示。

等軸韌窩是在正應力作用下形成的,如單軸拉伸。這時顯微孔洞沿空間三個方向的長大速率相同,在相匹配的斷口表面上,韌窩的形狀是相同的,如圖2(a)所示。
撕裂韌窩是在撕裂應力作用下形成的,如缺口平面應變斷裂韌性試樣及落錘撕裂試樣的應力狀態。韌窩呈拋物線狀,兩個相匹配斷口表面上韌窩的拉長方向是一致的,凸向都指向裂紋源,如圖2(b)所示。
剪切韌窩是在剪切應力作用下形成的,如拉伸、沖擊、斷裂韌性試樣的剪切唇部分的應力狀態。韌窩也是拋物線狀,但兩個相匹配斷口表面上的韌窩拉長方向相反,如圖2(c)所示。
韌窩的實際形貌如圖3所示,顯示了不同韌窩的二次電子顯微形貌。

這里需要指出的是,為了更好的說明孔洞萌生處的應力狀態對韌窩狀態的影響,上述三種不同形狀的韌窩只是最基本的簡化形式。實際斷裂中,很少有單獨的單一應力狀態,大多數情況下多種應力狀態的組合,同時裂紋的局部擴展方向也在不斷地發生變化,因此會導致匹配斷口的不均勻應變。

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