吊钩断裂失效分析-案例分享

断裂失效分析是评估材料或结构在受力过程中因断裂而导致失效的一种过程。通过这种分析，我们可以了解断裂的种类、原因和机理，进而找到预防断裂的方法。

首先，我们需要了解一下断裂的分类。根据材料在发生断裂之前的变形程度，我们可以将断裂分为两种类型，即韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂是指当材料在承受较大塑性变形后出现的断裂；而脆性断裂则是指在没有明显的塑性变形时发生的断裂。

在进行断裂失效分析时，通常会首先进行宏观分析，通过观察断口的形貌特征，初步确定失效模式和断裂源。接下来，我们会使用各种微观分析工具，如扫描电子显微镜(SEM)，以观察微区的形貌，并使用能谱仪(EDS)来进行微区的成分测定。这些信息可以为后续的深入分析提供依据，例如X射线光电子能谱法(XPS)。

No.1 吊钩断裂失效分析案例背景

收到客户1个吊钩样品，客户描述发现吊钩中部固定销钉孔处断裂，该吊钩实际装机时间不足半年。

通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度测试及氢含量测定等手段对吊钩断裂原因进行了分析。

（吊钩断裂图）

No.2 吊钩断裂失效分析过程

宏观检查

（端口宏观形貌图）

说明

断口平齐，无明显塑性变形，断面粗糙，有明显放射棱线，放射棱线收敛于销钉孔内表面，断口干净无其他附着物，颜色呈浅灰色，瞬断区约占断口面积的 10%，宏观未见明显冶金缺陷。吊钩内孔肉眼可见明显加工刀痕。

微观观察

（图1 源区形貌）

（图2 扩展区 韧窝+解理形貌）

（图3 瞬断区 韧窝形貌）

说明

断口源区形貌如图1 所示，裂纹源位于销钉孔内表面，放射棱线收敛方向，源区未见明显冶金缺陷。断口比较干净，无脏物附着，在电镜下观察，扩展区为解理+韧窝形貌，解理面上可见清晰撕裂棱 ，如图2。最后瞬断区为韧窝特征，如图3。

金相组织分析

（图4 销钉孔内壁）

（图5 显微组织）

说明

在吊钩端部横向取样，经镶嵌、磨抛后用 4%硝酸酒精溶液侵蚀，后在显微镜下观察，发现在销钉孔内壁存在较多细小原始裂纹。见图 4。其显微组织为下贝氏体+上贝氏体+沿晶断续网状铁素体，见图 5。

硬度检测

说明

对断裂吊钩进行硬度检测，洛氏硬度值为 HRC38.2，HRC38.5，符合 HRC34-42 的委托要求。

氢含量测定

说明

对吊钩进行氢含量测定，其结果为 4×10¯⁶

EDS 成分分析

EDS成分分析结果（质量分数 %）

说明

化学成分分析结果见表1，其结果符合标准值要求。

No.3 吊钩断裂失效分析结果

吊钩断口干净平齐，宏观可见明显放射棱线，无明显塑性变形，呈脆性断裂特征。微观断口呈解理+沿晶特征，解理面和沿晶面上出现撕裂棱；裂纹起源于销钉孔内表面加工刀痕处；吊钩的工作应力主要为静拉应力；金相检验可见销钉孔内表面存在较多细小原始裂纹，裂纹尖端形成应力集中，以上特征符合氢脆的特征。

该故障吊钩热处理过程中淬火冷速较慢，导致组织中出现脆硬的上贝氏体组织，以及使钢的强度、塑性降低的网状铁素体组织，而且销钉孔内表面有粗大加工刀痕，这些都对吊钩氢脆断裂起到了促进作用。由此可知，吊钩的失效性质为氢脆。

华南检测基于材料科学工程和电子可靠性工程打造工业医院服务模式，借助科学的检测分析标准和方法、依托专业的工程技术人员和精密的仪器设备，帮助企业解决在产品研发、生产、贸易等多环节遇到的各种与品质相关的问题，华南检测技术检测电话：13926867016，工业CT 检测、失效分析、材料分析检测、芯片鉴定、DPA分析、芯片线路修改、晶圆微结构分析、可靠性检测、逆向工程、微纳米测量等专业技术测服务，欢迎前来咨询了解。

华南检测失效分析：

http://www.gdhnjc.com/websiteMap