（一）斷裂源區(qū)和零件幾何結(jié)構(gòu)的關(guān)系

斷裂源區(qū)可能發(fā)生在零件的表面次表面或內(nèi)部。

對(duì)于塑性材料的光滑零件，在單向拉伸狀態(tài)下，斷裂源在截面的中心部位屬于正常情況。為防止零件出現(xiàn)此種斷裂，應(yīng)提高材料的強(qiáng)度水平或加大零件的幾何尺寸。

表面硬化件發(fā)生斷裂時(shí)，斷裂源可能發(fā)生在次表層，為防止此類(lèi)零件的斷裂，應(yīng)加大硬化層的深度或提高零件的心部硬度。

除上述兩種情況外，斷裂源區(qū)一般發(fā)生在零件的表面，特別是零件的尖角凸臺(tái)、缺口、刮傷及較深的加工刀痕等應(yīng)力集中處。為防止此類(lèi)破壞，顯然應(yīng)從減小應(yīng)力集中方面入手。

（2）斷裂源區(qū)與零件最大應(yīng)力截面位置的關(guān)系

斷裂源區(qū)的位置一般應(yīng)與最大應(yīng)力所在平面相對(duì)應(yīng)，如果不相對(duì)應(yīng)，則表明零件的幾何結(jié)構(gòu)存在某種缺陷或工作載荷發(fā)生了變化，但更為常見(jiàn)的情況是材料的組織狀態(tài)不正常（如材料的各向異性現(xiàn)象嚴(yán)重）或存在著較嚴(yán)重的缺陷（如鑄造缺陷、焊接裂紋、鍛造折疊）等情況。例如：承受單向扭轉(zhuǎn)工作載荷的軸件，其斷口的宏觀形貌，按其與最大應(yīng)力的關(guān)系可能有以下幾種情況：

1）斷口表面與最大正應(yīng)力所在平面相對(duì)應(yīng)，即斷口與軸線呈45°螺旋狀。此種類(lèi)型的斷裂為宏觀脆性斷裂，通常是由材料的脆性過(guò)大或韌性、塑性不足引起的。通過(guò)改變零件的熱處理工藝，適當(dāng)提高回火溫度，則有助于減少零件的此類(lèi)斷裂。

2）斷口的表面與最大切應(yīng)力所在平面相對(duì)應(yīng)，即斷口平面與軸線垂直或平行。此種類(lèi)型的斷裂為宏觀的韌性斷裂，通常是由材料的強(qiáng)度或硬度不足引起的。通過(guò)改變零件的熱處理工藝，適當(dāng)降低零件的回火溫度，則有助于零件使用性能的改善。

上述兩種情況均表示材料的組織均勻性未出現(xiàn)太大問(wèn)題。在此種情況下，如果調(diào)整熱處理工藝難以避免上述兩種斷裂，則應(yīng)提高材料的強(qiáng)韌性級(jí)別或者適當(dāng)加大零件的幾何尺寸。

3）斷口表面與軸線的夾角遠(yuǎn)小于45°，即斷口表面既不和最大正應(yīng)力所在平面相對(duì)應(yīng)，也不和最大切應(yīng)力所在平面相對(duì)應(yīng)。換句話說(shuō)，該斷裂面是在較小的應(yīng)力條件下形成的。由此可以推知，材料的各向異性現(xiàn)象比較嚴(yán)重，橫向性能比較差。通常是由材料中的塑性?shī)A雜物比較多及鍛造流線沿軸向分布顯著等因素引起的。

（3）裂紋源的部位裂紋是從一個(gè)部位產(chǎn)生的還是從幾個(gè)部位產(chǎn)生的？是從局部部位產(chǎn)生的還是從很大范圍內(nèi)產(chǎn)生的？通常的情況是，應(yīng)力數(shù)值較小或呈柔性應(yīng)力狀態(tài)時(shí)易從一處產(chǎn)生，應(yīng)力數(shù)值較大或呈硬性應(yīng)力狀態(tài)時(shí)易從多處產(chǎn)生；由材料中的缺陷及局部應(yīng)力集中引起的斷裂，裂紋多從局部產(chǎn)生；存在大尺寸的幾何結(jié)構(gòu)缺陷引起的應(yīng)力集中時(shí)，裂紋易從大范圍內(nèi)產(chǎn)生。

例如，承受旋轉(zhuǎn)彎曲的軸件可能產(chǎn)生以下幾種類(lèi)型的斷裂：

1）裂紋源于表面一處或兩處（基本對(duì)稱(chēng)，但稍有偏轉(zhuǎn)）。這是最為常見(jiàn)的斷裂形式。其產(chǎn)生原因是表面拉應(yīng)力最大及表面存在一定的加工缺陷或材料缺陷。在無(wú)明顯缺陷存在的情況下，正常的斷裂（由材料性質(zhì)及軸件的幾何尺寸和載荷性質(zhì)來(lái)決定）也呈此種斷裂形式。

2）裂紋源于次表面。某處次表面的拉應(yīng)力小于表面的拉應(yīng)力，其所以成為起裂點(diǎn)，必然存在有較大的缺陷。

3）裂紋源于整個(gè)表面向內(nèi)擴(kuò)展導(dǎo)致的斷裂。其斷裂原因一般是軸件存在變截面且其應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重，如存在直角過(guò)渡的情況。

（4）斷口的表面粗糙度斷口的表面粗糙度在很大程度上可以反映斷裂的微觀機(jī)制，并有助于斷裂性質(zhì)及致斷原因的判斷。例如：粗糙的纖維狀多為微孔聚集型的斷裂機(jī)制，且孔坑粗大，塑變現(xiàn)象嚴(yán)重；瓷狀斷口多為準(zhǔn)解理或脆性的微孔斷裂，塑變現(xiàn)象極小，孔玩小、淺、數(shù)量極多；粗、細(xì)晶粒狀為沿晶斷裂:鏡面反光現(xiàn)象明顯的結(jié)晶狀斷口為解理斷裂；表面較平整多為穿晶斷裂，凹凸不平多為沿晶斷裂等。

（5）斷口上的冶金缺陷注意觀察斷口上有無(wú)夾雜物、分層、粗大晶粒疏松、縮孔等冶金缺陷，有時(shí)依此可以直接確定斷裂原因。

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