8-7 机械零件损坏情况（脆性断裂）

导致脆性断裂的因素有多种，如硬质零件中存在边缘点、材料缺陷和热处理缺陷、电镀过程中的氢侵入、残余应力等。脆性断裂是断裂事故中更严重的断裂现象，但由于通过断面检查和金属结构检查可以很容易地确定原因，因此可以相对容易地采取对策。

正如上次所解释的，断口的特征是晶界断口或解理断口，几乎没有塑性变形。即使是更初引起延性断裂的软质零件，当施加冲击应力时，在裂纹产生的初期和裂纹扩展较快的地方会出现脆性断裂面，但之后会发生疲劳断裂。并转向韧性破坏。

当然，要求高强度的零件需要高硬度，所以必须**避免边缘出现尖锐缺口。零件在使用过程中施加应力时，应力集中在边缘，低于零件的设计强度。硬度越高，强度越高，对强度下降越敏感，因此需要特别注意。

图 1 显示了一个 SNCM439 挂钩的示例，该挂钩在使用过程中从边缘损坏。该情况下的断裂面在整个面上呈现晶界断裂面，可知为脆性断裂。SNCM439原本是需要韧性时使用的材料，但问题是这种情况下的规定硬度为50HRC，而且它有一个几乎没有R的直角边缘。此外，由于金相组织为粗大的马氏体，因此作为对策当然要改善边缘点，但也需要改变热处理条件和规定的硬度。

图1 SNCM439断钩示例

图2表示晶界断面与断面整体上的拟解理断面的混合断面的例子。特别是如果由于淬火温度等热处理条件的缺陷而变脆，在使用过程中会提前损坏，这是一个大问题。例如图2所示的SK85碟形弹簧的微观结构如图3所示，正常产品的结构是颗粒状未溶解碳化物分散在细小的马氏体团中的良好结构，但它被破坏了。 . 产品组织为粗大的马氏体组织，几乎没有观察到未溶解的碳化物。这种组织差异被认为是由于淬火温度的差异，预计破碎产物明显高于适当温度，奥氏体晶粒也粗大化。

图2 表示晶界断面和拟解理断面的混合断面的例子。

图3 SK85碟形弹簧的微观结构（蚀刻：5%酒精硝酸溶液）

图 4 显示了在 SUS304 制成的自来水管道中发生的应力腐蚀开裂 (SCC) 的示例。SCC往往是奥氏体不锈钢制品在钢材中出现的问题，当存在弯曲或焊接引起的拉伸残余应力，或在使用过程中施加的外应力时，会产生海水等氯（Cl）离子。在含水等腐蚀性环境中破坏。换句话说，SCC是由材料、拉伸应力（残余应力、外部应力）和腐蚀环境这三个要素产生的，据说只要消除其中一种要素就可以防止它。

图4所示的损伤产物的断面形态显示出清晰的晶界断面，从裂纹发生部位的截面组织结构来看，腐蚀和裂纹沿着晶界进行。此外，可以看出材料变得更加敏化，并且在晶间腐蚀的同时对 SCC 极为敏感。这种情况的补救措施是在更终工序中进行固溶热处理，以消除材料的残余应力，消除敏化。另外，在不锈钢中，奥氏体不锈钢对SCC比较敏感，因此将材料改为两相不锈钢或铁素体不锈钢也是一种有效的手段。

图4 SUS304自来水管道应力腐蚀开裂