常见紧固件失效变形特征分析

紧固件在外力作用下的基本表现为：弹性变形、塑性变形、破断。其基本失效类型主要有：塑性断裂失效、脆性断裂失效、疲劳断裂失效、氢脆断裂失效等。

  紧固件塑性变形断裂及特征

金属零件在过载外力作用下发生剧烈的局部塑性变形所引起的断裂称塑性变形断裂。

紧固件在受拉伸或扭转应力过程中发生塑性变形至断裂，其最大特点是断裂过程发生明显的塑性变形，在较大的负载或过载下引起断裂。典型的断口特征是断裂表面有塑性变形痕迹，具有金属纤维状特征、呈金属灰色、凹凸不平，显微断口呈韧窝状。

 紧固件脆性断裂及特征

紧固件在拉伸或扭转应力作用下不发生宏观塑性变形或宏观塑性变形很小的突然断裂称脆性断裂，裂纹扩展极快。脆性断裂包括解理断裂和准解理断裂；断口分别为解理断口、准解理断口；断口通常是粗糙的，有沿晶断裂特征。准解理介于脆性和韧性之间，宏观有放射状、结晶状；微观形貌有解理台阶、撕裂脊线、舌状花样等形貌特征。解理断口由许多“小刻面”所组成，断口上存在放射条纹，收敛处为裂纹源；微观形貌有河流花样、舌状花样、放射状花样等特征。

  紧固件疲劳断裂及特征

紧固件的疲劳断裂是指紧固件在循环负载（交变应力）作用下产生的断裂。疲劳断口通常是由疲劳裂纹的形核（萌生）、扩展、断裂几个过程所形成。

疲劳断口是由平滑的疲劳断裂区和凹凸不平的最终断裂区所组成，宏观上明显地分为三个不同的区域：疲劳断裂的平滑区（疲劳源区）、疲劳断裂的瞬断区、平滑区和瞬断区之间的疲劳断裂的过渡区（疲劳扩展区）。

在平滑区可以观察到疲劳源区、前沿线等宏观条纹标记；在过渡区可以观察到疲劳条带、纤维状或放射状条纹；在瞬断区可以观察到单剪切平面或双剪切平面的形貌。

疲劳断口的微观形貌最突出的特征是疲劳条带，另外，还有解理或准解理、韧窝花样、蛇状花样等微观形貌特征。