Page 84 - 理化检验-物理分册2024年第十期
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王祺瑞，等：飞轮螺栓断裂原因
的断裂面；其中1号螺栓疲劳源处有两个半圆形区
域，颜色与基体断裂面有明显差异；进一步观察发现
整个断口的近外圆处还有多处分布着无规律的半圆
形区域；2号螺栓的断口疲劳源区及与该疲劳源相
对应的近外圆处也有与上述半圆形区域类似的异常
区域；两件断裂螺栓的断口均呈明显的脆性断裂特
征，除断口外，螺栓边缘耦合处高点有少量磨损和
图 1 断裂飞轮螺栓宏观形貌 磕碰。
2
图 2 1， 号螺栓断口宏观形貌
1.2 扫描电镜和能谱分析 同，也呈沿晶断裂特征；2号螺栓断裂源区及小半圆
将断裂的飞轮螺栓用超声波清洗后，采用扫描 区域断口也呈沿晶断裂特征[见图3b）]；断裂的大部
电镜对螺栓断口进行观察，结果如图3所示。由图3 分扩展区域主要呈现沿晶断口特征，断裂面平整[见
可知：1号螺栓断裂源处两个半圆形区域的微观形貌 图3c）]；除以上区域外，在扩展区接近最终断裂区域
显示裂纹沿晶界扩展，沿晶断口的形貌主要取决于 出现沿晶和韧窝混合形貌[见图3d）]。随着裂纹的
金属材料本身的晶粒形状，沿晶断口呈现明显的冰 扩展，两件螺栓断口在断裂后期出现韧窝形貌，说明
糖状[见图3a)]，并且局部出现“鸡爪状”形貌和二 断裂初期为脆性断裂，由于最终断裂的区域产生韧
次裂纹扩展 [1-2] ，且另外多处小半圆区域特征与之相 性断裂，因此断裂表面出现部分韧窝，最终韧性断裂
图 3 断裂螺栓断口 SEM 形貌
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