这个很专业，疲劳断口的起源详解（配图）

　　疲劳断裂的定义：

　　材料在受到低于断裂强度的交变应力作用下，发生的脆性断裂，称之为疲劳，常可见疲劳条带（或称疲劳辉纹）的典型特征。

　　对于疲劳源区而言，最简单的是收敛类源区：

源区附近呈放射性，其收敛位置即为源区。

源区附近呈弧线式，其圆心位置即为源区。

　　这类源区附近的断面一般较为平坦，之后断面的起伏度和粗糙度均会增大。收敛类的疲劳起源占疲劳失效的较大比例，另一种情况，疲劳源区则为解理面或准/类解理面交错，常见于铜合金和高温合金，部分钛合金也有该情况。

高温合金源区的解理特征

铜合金源区的类解理特征

钛合金源区的解理特征

　　这类的源区附近断面由于交错分布多个解理面，因此比较粗糙，之后的疲劳扩展前、中期则会转为平坦，最后失稳后的快速扩展又重新变得起伏大和粗糙。此外，有些疲劳并不一定从试样表面起源，有可能在试样内部，此时往往可能由于内部存在缺陷或亚表面处于特殊应力状态导致。

　　有的起源也不仅仅在一处位置起源，可能在多个位置均萌生疲劳源，这时我们就可以看到多个疲劳源之间产生类似台阶的特征，这是由于多处萌生裂纹并扩展过程中，不可能在一个平面上扩展，当裂纹相互交汇到一起时，必然通过剪切撕裂的方式使不同的扩展平面连接起来，从而形成台阶。

试样边缘多个交汇台阶

　　以上说了这么多，大家是不是反而晕菜了？怎么好像什么模式都有，我们到底应该如何判断？

• 首先，当然是通过棱线的收敛去判断，毕竟绝大多数的疲劳都有该特征。

• 其次，看看是不是铜合金、高温合金这种特殊的合金，对于他们来说，找解理面就差不多了。

• 再次，关注台阶，台阶必然意味着有多条裂纹交汇在一起，也就是说，一个台阶的两侧存在源区的可能性很大。

　　然后，我们还有几个辅助判断的手段：

• 第一，条带方向。几乎所有的疲劳断裂都可以观察到条带特征，此时，条带弧线的圆心位置，就是指向源区了。但是，需要注意的是，条带只是极微观的特征，而且在局部位置由于应力改变，可能造成条带扩展方向转变的情况。因此，该方法只能作为辅助判别手段。

• 第二，瞬断区判别。源区实在不好找，可以先去找瞬断区，因为瞬断区往往以韧性断裂模式为主，一般可见与疲劳区不同的韧窝特征。此外，瞬断区由于主要在剪切力作用下快速断裂，一般与主断面存在一定的倾斜角度，比较好辨别。找到瞬断区后，与之相对的位置一般就是源区了。

该断口左侧即为瞬断区，由此推出右侧为源区

　　看到这儿，大家是不是觉得又明白了一些呢？那么下面我们来检验一下自己吧：请问下图断口的源区在哪？有几处源区？

　　来源：中航工业失效分析中心，作者：刘洲。。

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