① 金属断裂的影响因素是什么
金属在外加载荷的作用下，当应力达到材料的断裂强度时，发生断裂。断裂是裂纹发生和发展的过程。
1. 断裂的类型
根据断裂前金属材料产生塑性变形量的大小，可分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂：断裂前产生较大的塑性变形，断口呈暗灰色的纤维状。脆性断裂：断裂前没有明显的塑性变形，断口平齐，呈光亮的结晶状。韧性断裂与脆性断裂过程的显著区别是裂纹扩散的情况不同。
韧性断裂和脆性断裂只是相对的概念，在实际载荷下，不同的材料都有可能发生脆性断裂；同一种材料又由于温度、应力、环境等条件的不同，会出现不同的断裂。
2. 断裂的方式
根据断裂面的取向可分为正断和切断。正断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向垂直，一般为脆断，也可能韧断。切断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向呈45°，为韧断。
3. 断裂的形式
裂纹扩散的途径可分为穿晶断裂和晶间断裂。穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部，韧断也可为脆断。晶间断裂：裂纹穿越晶粒本身，脆断。
4. 断口分析
断口分析是金属材料断裂失效分析的重要方法。记录了断裂产生原因，扩散的途径，扩散过程及影响裂纹扩散的各内外因素。所以通过断口分析可以找出断裂的原因及其影响因素，为改进构件设计、提高材料性能、改善制作工艺提供依据。断口分析可分为宏观断口分析和微观断口分析。
（1）宏观断口分析
断口三要素：纤维区，放射区，剪切唇。纤维区：呈暗灰色，无金属光泽，表面粗糙，呈纤维状，位于断口中心，是裂纹源。放射区：宏观特征是表面呈结晶状，有金属光泽，并具有放射状纹路，纹路的放射方向与裂纹扩散方向平行，而且这些纹路逆指向裂源。剪切唇：宏观特征是表面光滑，断面与外力呈45°，位于试样断口的边缘部位。
（2）微观断口分析（需要深入研究）
5. 脆性破坏事故分析
脆性断裂有以下特征：
（1）脆断都是属于低应力破坏，其破坏应力往往远低于材料的屈服极限。（2）一般都发生在较低的温度，通常发生脆断时的材料的温度均在室温以下20℃。（3）脆断发生前，无预兆，开裂速度快，为音速的1/3。（4）发生脆断的裂纹源是构件中的应力集中处。
防止脆断的措施：
（1）选用低温冲击韧性好的钢材。（2）尽量避免构件中应力集中。（3）注意使用温度。
6. 韧-脆性转变温度
为了确定材料的脆性转变温度，进行了大量的试验研究工作。如果把一组有缺口的金属材料试样，在整个温度区间中的各个温度下进行冲击试验。
低碳钢典型的韧-脆性转变温度。随着温度的降低，材料的冲击值下降，同时在断裂面上的结晶状断面部分增加，亦即材料的韧性降低，脆性增加。
有几种方法：（1）冲击值降低至正常冲击值的50～60%。（2）冲击值降至某一特定的、所允许的最低冲击值时的温度。
（3）以产生最大与最小冲击值平均时的相应温度。（4）断口中结晶状断面占面积50%时的温度。
对于厚度在40mm以下的船用软钢板，夏比V型缺口冲击能量为25.51J/cm2时的温度作为该材料的脆性转变温度。
7. 无塑性温度
韧-脆性转变温度是针对低碳钢和低碳锰钢，其它钢材，无法进行大量试验。依靠其它试验方法，定出该材料的“无塑性温度”NDT
（1）爆炸鼓胀试验 正方的试样板上堆上一小段脆性焊道，在焊道上锯一缺口。在试样上方爆炸，根据试样破坏情况判断是否塑性破坏。平裂，凹裂，鼓胀撕
（2）落锤试验
8. 金属材料产生脆性断裂的条件
（1）温度 任何一种断裂都具有两个强度指标，屈服强度和表征裂纹失稳扩散的临界断裂强度。温度高，原子运动热能大，位错源释放出位错，移动吸收能量；温度低反之。
（2）缺陷 材料韧性 裂纹尖端应力大，韧性好发生屈服，产生塑性变形，限制裂纹进一步扩散。裂纹长度 裂纹越长，越容易发生脆性断裂。缺陷尖锐程度 越尖锐，越容易发生脆性断裂。
（3）厚度 钢板越厚，冲击韧性越低，韧-脆性转变温度越高。原因：（1）越厚，在厚度方向的收缩变形所受到的约束作用越大，使约束应力增加，在钢板厚度范围内形成平面应变状态。（2）冶金效应，厚板中晶粒较粗大，内部产生的偏析较多。
（4）加载速度 低强度钢，速度越快，韧-脆性转变温度降低。
② 材料力学拉伸试验中低碳钢与铸铁的断口特征
在拉伸与压缩实验中，低碳刚及铸铁的断口特征：
低碳钢断口有内明显的塑性破坏产生的光亮容倾斜面，倾斜面倾角与试样轴线近似成(称杯状断口)，这部分材料的断裂是由于切应力造成的，中心部分为粗糙平面，塑性越大对应杯状断口越大，中心粗糙平面的面积越小。而铸铁没有任何的倾斜侧面，断口平齐，并垂直于拉应力，属典型的脆性断口。
根据材料力学知识：铸铁属典型的脆性材料，其抗拉性能较差，破坏符合最大拉应力理论。铸铁受扭时横截面边缘处剪应力最大，取单元体进行应力分析可得到主应力方向与断裂面方向垂直且与圆轴表面相切，由于圆轴表面是曲面，各点主应力的主平面沿方向连起来就形成一个螺旋线，从外向内应力状态相似,故形成螺旋面而不是平面。
③ 低碳钢7个碳为什么出裂缝
然后晶核吸附周围液体的原子进行长大，由于晶体是沿着与导热方向相反的方向成长，同时它也向着两侧方向成长，但由于受到相邻的正在生长的晶体所阻挡，因此晶体形成柱状形态的晶体称为柱状晶。
此外，在一定条件下，熔池中的液体金属在凝固时也会产生自发晶核，如果散热是沿各个方向进行，则晶体就沿各个方向均匀地长成晶粒状晶体，这种晶体称为等轴晶。焊缝中通常见到的柱状晶，在一定条件下，焊缝中心也会出现等轴晶。
二、焊缝的二次结晶组织有何特征？
答：焊缝金属的组织，在一次结晶之后金属继续冷却到相变温度以下，又发生金相组织的变化，如低碳钢焊接时，一次结晶的晶粒都是奥氏体晶粒，当冷却到低于相变温度时，奥氏体分解为铁素体和珠光体，所以二次结晶后的组织大部分是铁素体加少量珠光体。
但由于焊缝的冷却速度较快，所得珠光体含量一般比平衡组织中的含量大，冷却速度越快，珠光体含量越高，而铁素体量越少，硬度和强度也都有所提高，而塑性和韧性则有所降低。经二次结晶后，得到室温下的实际组织。不同钢材在不同焊接工艺条件下所得到的焊缝组织是不同的。
三、以低碳钢为例说明焊缝金属二次结晶后得到什么组织？
答：以低塑钢为例，一次结晶的组织为奥氏体，焊缝金属固态相变过程称为焊缝金属的二次结晶。二次结晶的显微组织为铁素体和珠光体。
在低碳钢的平衡组织中，焊缝金属含碳量很低，其组织为粗大的柱状铁素体加少量珠光体。由于焊缝冷却速度大，铁素体不能按铁碳相图全部析出，结果珠光体的含量一般都较平缓组织中的含量大。冷却速度大还会使晶粒细化，金属的硬度和强度也有所提高。由于铁素体的减少和珠光体的增加也会使硬度增加，而塑性下降。
因此，焊缝最后得到的组织是由金属的成分和冷却条件来决定的。由于焊接过程的特点，焊缝金属组织较细，所以焊缝金属比铸造状态组织性能要好。
四、试述异种金属焊接的特点有哪些？
答：1）异种金属焊接的特点，主要在于熔敷金属和焊缝的合金成分明显的差异，随着焊缝的形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂，保护气体种类的不同，焊接熔池的行为也不一致，
因此，母材的融化量也也不一样，熔敷金属与母材融化区域的化学成分的浓度相互稀释的作用也将发生变化，由此可见，异种金属焊接接头各随区域化学成分的不均匀程度不仅取决于焊件和填充材料各自的原始成分同时也焊接工艺不同而变化。
④ 比较低碳钢拉伸，铸铁拉伸的断口形状，简单分析其破坏的力学原因
低碳钢（最典型的即是目前钢结构工程中常用的Q235钢）拉伸时出现明显屈服和颈专缩现象，断口周属围产生约45°滑移线；铸铁拉伸时不屈服也无颈缩现象，断口整齐。
原因：低碳钢拉伸破坏由最大切应力造成；铸铁拉伸破坏由最大拉应力造成。
解释：低碳钢抗剪强度低于抗拉强度，根据第三强度理论，单向应力状态下与第一主应力成45°的斜截面上产生最大切应力，且数值上τ=σ₁/2，故低碳钢拉伸时沿45°斜面剪切破坏；铸铁抗拉强度则很小，根据第一强度理论，直接沿横截面被拉断。