Page 71 - 理化检验-物理分册2019年第二期

穆 盈, 等: 镍钛合金医疗器械产品疲劳测试断裂失效分析

表 １ 化学成分分析结果( 质量分数)
Tab敭１ Resultsofchemicalcom p ositionanal y sis massfraction ％
项目 Ni C Co Cu Cr H Fe Nb N＋O Ti
实测值 ５６．０４ ０．０２９４ ０．０００５３ ０．０００５３ ０．０００１９ ＜０．００５ ０．０００３２ ０．０１８９ ０．００８３ 余量
标准值 ５４．５~５７．０ ≤０．０５０ ≤０．０５０ ≤０．０１０ ≤０．０１０ ≤０．００５ ≤０．０５０ ≤０．０２５ ≤０．０５０ 余量

表 ２ 力学性能试验结果
Tab敭２ Resultsofmechanical p ro p ert y test
项目 屈服强度 / MPa 抗拉强度 / MPa 断后伸长率 / ％
实测值 ５８０ １５９９ １３
标准值 ≥４８５ ≥１４９０ ９~１５

图 １ 产品其中一固定环断裂宏观形貌
Fi g 敭１ Macrosco p ica pp earancesoffractureofoneofthefixedrin g
a p artiala pp earanceof p roduct b p artialfracturearea
１．３．１ 断口观察
断丝裂纹起始于丝材外表面, 可明显看到裂纹
源区( A 区)、 裂 纹 扩 展 区 ( B 区) 及 瞬 间 断 裂 区 ( C
区), 如图 ２a ) 所示; 裂纹从丝材外表面两处断口源
区 Ⅰ 和 Ⅱ 向内延伸扩展, 如图 ２b ) 所示; 断口扩展区
可看到疲劳辉纹, 如图 ２c ) 所示; 瞬间断裂区微观形
貌为扁平韧窝, 如图 ２d ) 所示.
１．３．２ 源区侧面观察
对应裂纹源侧面, 观察发现裂纹起源于丝材表
面的横向微裂纹, 如图 ３ 所示.
１．３．３ 固定环多股丝表面观察
观察固定环多股丝表面, 以及原材料多股丝表
面, 均发现有严重的横向凹陷, 如图 ４ 所示, 说明凹
陷来源于原材料本身.
１．４ 微区成分分析
利用扫描 电 镜 ＋X 射 线 能 谱 仪( EDS ) 对 断 口
源区( Ⅰ 和 Ⅱ 处)、 原 材 料 凹 陷 区 域 进 行 微 区 成 分
分析, 结果见 图 ５ 和 图 ６ .由 图 ５ 可 见, 可 见 断 裂 图 ２ 断口微观形貌
源区含有 碳、 氮、 氧、 镍、 钛 等 元 素, 其 中 氮 元 素 来 Fi g 敭２ Microsco p ica pp earancesofthefracturesurface
源于表面处理( 氮化钛); 由图 ６ 可见, 原材料表面 a wholea pp earanceofthefracturesurface
凹陷处含 有 碳、 氧、 镍、 钛 等 元 素. 能 谱 成 分 中 碳 b sourcezoneofthefracturesurface
和氧这两 种 元 素 来 源 于 污 染, 说 明 丝 材 表 面 凹 陷 c p ro p a g ationzoneofthefracturesurface
d transientfracturezoneofthefracturesurface
由机械加工所致 [ １ ] .
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