三维重构研究预裂纹的存在和结晶组织对高强度钢脆性破坏的影响

35411032 藤村 友奈

1.背景

有研究表明，由于主裂纹破面发生了二次裂纹（与主裂纹不同的裂纹），破面的晶粒破坏方向不同，所以可能存在多个发生点。因此，本实验室提出：在脆性破坏发生之前，发生多个裂纹，然后合并、成长，寻找最终的脆性破坏的预破裂多发模型的可能性。

本研究的目的是，确认在最初的主裂纹发生时，有无同时发生的脆性裂纹的初始的预裂纹发生，将裂纹和结晶组织的三维形状图像化，确认预裂纹的发生位置。

2.磨抛查看试样内部

借助鹿儿岛大学足立教授的全自动逐层切片成像系统(Genus_3D)，对有裂纹的试样进行了自动研磨、拍照、进行了三维图像的制作。

3.1逐层磨抛条件

层厚：5μm

层数：50

3.2成像方法

为了观察晶体组织而进行抛光研磨，用2%硝酸酒精腐蚀液腐蚀后，用光学显微镜进行观察，在300倍条件下拍照。

3.3三维形状图像的观察

  在鹿儿岛大学制作的三维形状图像中，将二次裂纹前端的角度不同的裂纹命名为SC-A、SC-B，并进行了观察。使用EBSD计测周边的结晶方位。

图1 A3钢的三维形状图像

图2 A3钢的三维分割提取图像

图3 裂纹前端的EBSD图像

图4 预裂纹

图5 从多个剖面的观察

4.结论

1) 与晶粒的位置关系：可以确认此次观察到的预裂纹都是沿着晶界发生的。

2) 从三维形状图像可知，即使晶体方位多次扭曲，裂纹也会贯通旧γ晶界。

参考文献：

1）粟饭原周二：《高强度钢的破坏韧性》研究会资料，2011年

2）田川哲哉：高强度钢的破坏韧性研究会资料10-4，2014年

3）Richard W. Hertzberg:Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials Fourth Edition，John Wiley & Sons,Inc.，1995，pp.409-418