实际分析工作中各种断口的宏观特征并不都很明晰,常常会出现相混淆的情况,下面简要说明这些断口特征之间的主要区别。
第一,与疲劳断口最易混淆的是静载脆性断裂断口和冲击断口。静载脆性断裂的宏观断口大多数情况下也具有与疲劳断口相类似的平断口,也出现了三个区域。与疲劳断口形貌相比,它们之间的区别见下表。
塑性材料的冲击断裂,不管断裂面是否通过缺口等应力集中区,断口两侧总会出现某种程度的宏观塑性变形,而严重的零件整体也会出现塑性变形,所以,塑性材料冲击断口的宏观形貌与疲劳断裂无一相同之处。
脆性材料的冲击断裂,断口附近不出现宏观塑性变形,断口为平断口,宏观形貌与静载脆断断口类同,且与疲劳断口极为相似。由缺口处产生冲击断裂的断口除缺口表面之外,其他三个周边却出现剪切唇,剪切唇的大小取决于材料的脆性及冲击载荷大小。此外,在裂纹起裂处的缺口根部断口上,往往也出现与外力轴约成45°的微小剪切唇。然而,在任何情况下疲劳源区均为平断口,这里从不出现宏观可见的剪切唇。起裂边(即裂纹源)及除瞬断边以外的其他周边的断口上是否出现剪切唇,这是脆性材料冲击断裂与疲劳断裂两种断口宏观形貌的显著差别之一。
静载脆断断口和疲劳断裂断口各区的宏观特征
| 断裂类型 | 构件种类 | 裂纹萌生区 | 裂纹缓慢扩展区 | 裂纹失稳扩展(瞬断)区 |
| 脆 断 | 光滑 | 位于中心部位 | 纤维状(或锥形坑),位于中心,随材料脆性增高纤维区逐渐缩小直至消失 | 棒件:放射线平面,并指向中心,四周边均有剪切唇 板件:人字形平面,字头指向中心,四周边均有剪切唇 剪切唇厚度随脆性增高而减薄 |
| 缺口 | 位于缺口根部 | 同上 | 棒件:放射线平面,无剪切唇 板件:人字形平面,字头指向缺口,无缺口的周边均有剪切唇,剪切唇厚度随脆性增高而减薄 | |
| 疲 劳 | 光滑 | 位于表面 | 海滩(贝壳)花样 | 位于表面一边,呈剪切唇,但随脆性增高而变为平断口,并由纤维状逐渐变为结晶状或放射状 |
| 缺口 | 位于缺口根部表面 | 同上 | 棒件:纤维状或放射状或结晶状 板件:只在瞬断区一边呈剪切唇,但随脆性增高而变为平断口,并由纤维状逐渐变为结晶状或放射状 |
第二,沿晶断裂由许多曲曲折折的小平面组成,因而可与平坦、光亮的解理面相区别。
第三,应力腐蚀破坏的断口,其颜色灰暗,表面常有腐蚀产物,而疲劳断口的表面,如果是新鲜断口常常较光滑,有光泽。
第四,氢脆与应力腐蚀开裂容易与一般的脆性断裂混淆,它们在宏观上均无塑性变形的痕迹。裂纹分叉是应力腐蚀的重要特征,此外在应力腐蚀开裂的断口上,往往可以看到腐蚀产物。判断氢脆的重要方法是测定实际断裂零件的自由氢的含量,断口上的“白点”,或者工艺和使用中有渗氢的可能情况等均能帮助判断有无氢脆发生的可能。
第五,蠕变断口与韧性断口,从宏观上看均有残余变形容易混淆。韧性断口上韧窝非常清晰,散孔聚合的部位比较尖锐,在扫描电镜下观察这些地方呈现白亮线条。蠕变断口上,微孔聚合的地方比较钝,在扫描电镜下观察,这些地方没有明显的白亮线。蠕变断口上,有可能看到氧化色,有时还能见到蠕变孔洞。此外,蠕变多为沿晶断裂,而塑性断裂多为穿晶。