铜线断裂原因分析-中国应急分析测试平台.pdf

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文档介绍

记录号:JS-AL-其他(电气设备)-041 铜线断裂原因分析

摘要:送检样为一段断裂的铜线。通过断口分析和剖面金相分析,结果表明:铜丝在横向变形的组织异

常区起裂,在交变弯拉应力和环境腐蚀性介质作用下顺延组织的横向变形方向由表面向内疲劳扩展。铜

丝在腐蚀疲劳起裂前受到挤压作用形成异常的横向变形组织,导致局部铜丝力学性能恶化和抗腐蚀能力

降低是造成铜丝断裂的重要原因;另外腐蚀性介质工作环境和交变弯拉应力作用也是构成铜丝腐蚀疲劳

断裂的因素。

关键词:铜线;腐蚀疲劳断裂;挤压;横向变形

材料种类/牌号:铜

概述 送检样为一段断裂的铜线,对铜线断裂的原因进行了分析。

测试过程与结果

断口分析 送检断裂线丝宏观形貌如图 1 所示,试样整体均被腐蚀产物覆盖,表面及断面都呈现深黑色。铜线

两断口匹配较好,轴线方向上存在小角度的弯曲。在紧邻断口两侧位置均可以看出夹持损伤留下的痕迹 (远离断面区铜丝直径为 2.90mm;夹持处直径约 2.86mm;断面处直径约 2.94mm)。肉眼观察,铜丝是

从弯曲的外表面起裂向内侧扩展至断裂的。断口较为平坦,隐约可见疲劳扩展的停止线,终断拉边区面

积占总断面的比例较小。 断丝形貌 匹配断口形貌 清洗后断口 图 1 送检铜线宏观形貌 1 将断丝断口清洗后,在 SEM 下观察微观形貌,如图 2 所示。整个断面均被很厚的腐蚀氧化产物覆盖,

无法观察到原始的断口形态。SEM-EDX 微区成分分析断口上产物除基体元素外,还含较高含量的 O、Al、

Si、S 和少量 Cl 元素。用稀弱酸清洗断口后的微观形态如图 3 所示,铜丝断口具有疲劳扩展形态特征,

从断口的扩展形态和走向看出:从铜线弯曲的外表面起裂向内侧扩展(如图中箭头所指)。人工断口为

正常的韧窝断裂形态,如图 4 所示。 图 5 是断面附近表面貌,绝大部分区域有氧化腐蚀产物覆盖,在源区侧局部观察到划伤痕

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