随着中国城市轨道交通网建设步伐的不断加快,盾构法以其施工速度快、自动化程度高、劳动强度低、施工质量易于保证等优势,已成为城市地下隧道建设的主流技术方案
[1-3]。大直径泥水盾构作为一项先进的隧道建设装备,能够适应多种不同的地层结构,如碎石夹黏性土、含砾粉质黏土、全/强/中风化含砾粉砂岩、强/中风化凝灰岩等六类交错地层。当穿越此差异化地质构造时,刀具系统暴露于动态变化的多场耦合工况,极易出现刀刃拉毛、偏磨、崩刃以及刀圈断裂等现象,诱发刀具提前失效,造成掘进进度的滞后,直接推高施工成本
[4-5]。因此,基于金属材料学构建耐磨-抗冲击-耐高温三元协同的刀具材料体系,已成为突破超大规模隧道工程进度管控瓶颈的核心技术路径。
盾构用的常用刀具材料主要有硬质合金
[6-7]、高韧金属合金钢
[8-9]和先进结构陶瓷
[10-11]。硬质合金刀具由碳化钨(WC)颗粒与一种或多种金属(Co等)粉末通过压制、烧结等工艺制成,具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,它们在盾构施工中常用于破碎岩石和土壤。硬质合金刀片具有较好的切削性能和较长的使用寿命,适用于较硬的地层。合金钢刀片由高速钢或特殊合金钢制成,具有较高的韧性和硬度。合金钢刀片通常用于盾构切割软土或低硬度的岩层。其优点是切削稳定性好、切削力小、成本较低,适用于较软的地层。陶瓷刀具由高硬度的陶瓷材料制成,如氧化铝(Al
2O
3)或氮化硅(Si
3N
4)等。陶瓷刀片由先进的陶瓷材料通过压制烧结或原位氧化及渗碳渗氮等工艺制备,具有极高的硬度和耐磨性。陶瓷刀片在盾构施工中可以用于处理含有砂石、碎石和磨料的地层特性。它们的优点是抗磨损性能好、使用寿命长,但相对较脆弱,且成本较高。
围绕杭州市环城北路-天目山路提升改造工程,采用直径13.46 m气垫式泥水平衡盾构机,如
图1(a)所示。施工风险点多、技术难度高、施工难度大、安全管控要求高。天目山地层主要由片麻岩、硬岩层、砂岩、泥岩和断裂、解理等构造组成,地层岩性多样、变化快,极易导致刀具异常损坏,对盾构机刀盘刀具带来极大的挑战,盾构掘进大概每两三环就需要进仓换刀,严重影响盾构正常掘进效率。面对苛刻的掘进环境,对刀具的韧性、耐磨性、耐蚀性等提出来很高的要求。
根据天目山隧道地层特性、刀具适用性、整体工程的效率与成本以及工艺成熟性,以合金钢作为盾构用刀具。然而,该刀具在面对复杂地层结构时,存在刀具易出刀刃拉毛、偏磨、崩刃以及刀圈断裂等失效行为,频繁换刀会拖延整个工期并提高工程成本。针对上述问题,基于该工程现用刀具,从刀具材料本征力学性能出发,模拟刀具在服役过程中的冲击、摩擦以及耐蚀性等特性,明确刀具的失效机理,为实际工程施工提供理论依据。
1 试验材料、设备与方法
1.1 刀具材料
选用的刀具为单刃盾构滚刀,成分为低合金刃具用钢(9SiCr钢),且加入了少量钒(V),在实现固溶强化的同时可以细化晶粒,使碳化物在组织中可以呈现均匀分布。此外,V元素能减轻碳化物偏析并提高淬透性,能细化晶粒增加韧性
[12]。这种低合金刃具用钢具有高淬透性,截面在400 mm以下可以完全淬透,在300~400 ℃下仍可保持良好的硬度、耐磨性和韧性,淬火体积变化小,可以制造截面大、形状复杂、经受较大冲击的各种工模具
[13]。
选用单刃盾构滚刀的圆弧形刀刃作为研究材料,该刀刃的破硬岩效果较好,适用于强度较高的硬岩。选取的局部滚刀材料如
图1(b)所示。可以看出,刀圈呈现出典型的圆弧形貌,表面存在少许锈斑与凹槽,但并未存在明显的摩擦拉痕。刀刃表面的凹槽是在铸造及锻造加工过程中表面存在的部分缺陷而形成的,锈蚀是由于表面缺陷在空气和水汽的作用下氧化导致。由于刀刃和刀圈部分在整个刀具服役过程中所具备的性能不同:刀刃材料表面经过淬火处理,具有更高的强度与硬度,能够适应与坚硬地层直接接触并破碎岩土层的作用;刀圈材料淬火温度低,具有较好的韧性,能够维持刀具在冲击过程中的稳定性。为此,在后续的研究中,将整个单刃盾构滚刀分为刀刃部分(强度高、硬度大、脆性大)以及刀圈部分(韧性好,强度和硬度适中)。
1.2 刀具性能测试
1.2.1 洛氏硬度
采用型号为HRS-150的洛氏硬度计对刀圈以及刀刃截面进行硬度测试,按照国标GBT 230—91金属洛氏硬度试验方法进行试验,获得刀圈以及刀刃截面各点的洛氏硬度。每个样品测试3个点取平均值。
1.2.2 抗压强度
压缩试样尺寸为
Φ8 mm×12 mm,如
图2所示,样品所取得位置即为
图1(b)所示刀刃与刀圈部分。采用型号为SHT4305的电液伺服万能试验机分别对刀刃及刀圈材料进行压缩实验,按照国家标准GB/T 7314—2017进行试验,压缩的速率为10
-3 s
-1,每组平行试样测试3次以保证试样性能的稳定。在压缩过程中,记录位移与压力,并在试样破碎时结束压缩实验。
1.2.3 冲击韧性
在金属落锤冲击试验中,一个重量较大的落锤用脚踏蓄能器或电动机提供动力,通过释放能量使其自由落体,冲击试验机如
图3(a)所示。落锤的底部安装有一个冲击头,用于对待测试材料进行冲击。测试时,将待测材料固定在试验台上,摆锤以一定的高度自由下落并撞击测试材料,从而给材料施加冲击载荷。本实验的样品尺寸如
图3(b)所示,
图3(c)为制备的样品实物图。
样品为长方体样品,长度为55 mm,宽度与高度均为10 mm。在样品长度的正中间有一个V形口,宽度为2 mm,深度也为2 mm,开口为45°,根部有R0.25的倒角。采用型号为PIT452D-3的金属落锤冲击试验机,按照国家力学性能测试标准(GB/T 229—2020)进行试验,通过计算获得刀刃以及刀圈材料在室温下的能量吸收能力和断裂性能。
1.2.4 摩擦性能
采用型号为MRS-1的循环往复摩擦实验设备进行试验,实验参数为压力5、10、15、20 N,摩擦的行程为5 mm,频率为300 r/min和900 r/min,对偶球为4 mm的氮化硅球。通过不同摩擦应力和摩擦频率下的摩擦系数曲线及摩擦磨损量,评估刀具的摩擦性能。
1.2.5 显微组织
采用型号为DMI 5000M的显微镜观察单刃盾构滚刀的刀刃及刀圈材料的显微组织。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)的背散射电子模式(backscattered electron, BSE)对样品摩擦表面形貌进行观察,并针对摩擦表面形貌进行了能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)成分面扫描及点扫描分析。
2 结果与讨论
2.1 单刃盾构滚刀的显微组织
如
图4所示为单刃盾构滚刀的金相图,可以看出刀刃组织由大量的针状马氏体(Martensite)结构组成。马氏体是钢铁中一种具有特殊的组织结构的相,是通过固溶及快速冷却却过程而形成。马氏体的特点是具有高硬度和脆性,由于其形成过程中产生了大量的内应力,在应力集中的地方容易产生裂纹,但与此同时,马氏体也具有较高的强度和耐磨性
[14]。
2.2 洛氏硬度实验
如
表1所示为刀圈以及刀刃截面的洛氏硬度值。结果表明:刀圈和刀刃处的硬度值均满足盾构机刀具的材料要求(HRC50~60)。其中,刀圈的洛氏硬度平均值为HRC56.0,刀刃的洛氏硬度平均值为HRC56.3,略高于刀圈材料。这也说明了刀刃材料由于表面淬火现象,形成的马氏体相更多,硬度也更高。随着淬火深度的增加,短时热处理的热量难以快速进入基体内部,且在淬火时基体内部的温度不能迅速下降(10
2~1{0
3}^{ }K/s量级),因此不能产生足够的马氏体相,强度较低于刀刃部分。
2.3 压缩实验
如
图5和
图6分别为刀圈和刀刃的压缩荷载-应变曲线。由曲线可知,在压缩过程中,刀圈和刀刃材料均发生了屈服以及形变硬化作用。刀圈和刀刃材料的屈服强度分别为2 136 MPa和2 164 MPa,符合盾构刀具对材料性能的标准。从曲线中可以看出,刀刃材料的屈服强度略高于刀圈材料,这也是由于刀刃材料中含有更多马氏体所致。刀刃材料延伸率约为11.25%,而刀圈材料的延伸率14.83%,明显高于刀刃材料。这是由于马氏体相虽能够提高材料的硬度与强度,但是其在变形过程中难以发生塑性变形,导致应力集中,从而使刀具提前失效,延伸率有所降低。
2.4 刀具材料的冲击韧性
如
表2所示为刀刃以及刀圈材料在室温下的冲击吸能量值。结果表明,刀刃的冲击吸收能量平均值为6.0 J,而刀圈的冲击吸收能量平均值为6.8 J。由此可知,刀圈具有更高的冲击吸收能量值,证明刀圈材料比刀刃材料具有更好的韧性。由刀圈和刀刃的组织分析可知,刀刃材料由密度更高、尺寸更大的马氏体相组成,该马氏体具有更高的强度与硬度,但是马氏体由于硬脆的特性,极易引起组织开裂及裂纹扩展,因此,刀刃材料的冲击吸收能量更低,与组织相符。
如
图7所示为刀刃材料以及刀圈材料的冲击力-位移曲线。可知,刀刃的最大加载载荷为7.3 kN,而刀圈的最大加载载荷可以达到10.9 kN。这表明刀圈材料可以承受更大的载荷而不发生破碎,具有更高的韧性。
2.5 刀具的摩擦性能
通过对刀具材料样品施加不同的摩擦压力和摩擦频率,研究了不同压力和频率下刀具的摩擦磨损行为,为此对盾构机掘进过程中的转速对刀具磨损行为提出了一定的理论依据。
2.5.1 摩擦压力对刀具摩擦磨损性能影响
如
图8所示为不同压力参数下的摩擦磨损曲线,结果可知,随着施加的压力增加,摩擦系数逐渐减少。当施加的压力为5 N时,摩擦系数最大,达到了1.13;当施加的压力为20 N时,此时的摩擦系数仅为0.83。这表明在摩擦过程中,由于摩擦压力的增加,产生了更多的摩擦碎屑。这些摩擦碎屑会进入样品摩擦区域与对耦摩擦副之间的间隙中,并在摩擦压力作用下在间隙中运动。这些碎屑在摩擦中会起到润滑作用,使得摩擦的系数逐渐减少。且随着压力提高,摩擦碎屑逐渐增多,润滑作用更明显,这使得摩擦系数逐渐减少。与此同时,摩擦系数在经历摩擦后一段时间后才能维持稳定,且随着摩擦的压力提高,所需稳定摩擦的时间减少,如:在5 N的摩擦压力下,摩擦系数稳定需要6 min,而在20 N的摩擦压力下,摩擦达到稳定的时间仅为3 min。这是由于随着摩擦压力的增加,摩擦球与刀具材料表面的接触压力增加,从而提高了接触面积。在摩擦过程中,由于摩擦接触面积的提高,对偶球与刀具表面逐渐进行对偶摩擦,摩擦深度随着时间的增加而逐渐提高,与此同时,摩擦压力的增加促进了摩擦深度的增加。为此,当摩擦深度达到一定时,整个摩擦过程趋于稳定,摩擦系数也趋于一致。
如
表3所示为当摩擦频率为300 r/min,摩擦的行程为5 mm,摩擦压力为5、10、15、20 N摩擦30 min后,刀具材料样品的质量以及摩擦磨损量。结果表明:摩擦磨损量随着摩擦压力的增加而逐渐提高,当摩擦压力为5 N时,样品摩擦前的平均质量为13.176 1 g,而摩擦后的平均质量为13.176 3 g,摩擦后质量增重了0.000 2 g,这是由于在摩擦过程中摩擦表面产生了高温,导致样品表面存在严重的氧化现象,使得样品的重量逐渐增加。而当摩擦压力在10、15、20 N时,由于对偶摩擦球与样品表面产生了明显的摩擦变形,样品表面较多的材料经摩擦而剥离,这个摩擦磨损量是基于质量损失与摩擦氧化增重之间的平衡获得的。不同摩擦压力下,样品氧化增重值相近,而质量磨损随着摩擦的压力提高而显著增加。因此,当摩擦压力为20 N时,摩擦磨损量达到了-0.000 9 g。
2.5.2 摩擦频率对刀具摩擦磨损性能影响
如
图9所示为在摩擦频率为900 r/min时,在5、10、15 N摩擦压力下的摩擦磨损曲线。可知,随着摩擦压力的增加,摩擦系数逐渐减少。在摩擦频率为900 r/min时,当摩擦压力为5 N时,摩擦系数高达1.36,而当摩擦压力为15 N时,摩擦系数仅为1.03。在相同的摩擦压力之下,随着摩擦频率的提高(从300 r/min提高至900 r/min)时,摩擦系数显著提高。这是由于随着摩擦频率的提高,原本在样品表面与摩擦副之间的摩擦碎屑会随着快速的摩擦过程,使得摩擦碎屑被带出样品表面,这使得摩擦系数逐渐提高
[15]。
值得一提的是,随着摩擦频率的提高,摩擦达到稳定的时间迅速缩短。例如,当摩擦频率为300 r/min时,在10 N的摩擦压力下,摩擦达到稳定时所需时间为5 min,而当摩擦频率提高至900 r/min时,在10 N的摩擦压力下,摩擦达到稳定时所需时间仅为1 min。这是由于摩擦稳定是由摩擦副运行的距离决定的,当频率越高,则摩擦副运动速度越快,达到摩擦的平衡时间则越短。
如
表4所示为当摩擦频率为900 r/min,摩擦的行程为5 mm,摩擦压力为5~15 N,摩擦30 min后,刀具材料样品的质量以及摩擦磨损量。与
表3的结果对比表明:随着摩擦频率的提高,摩擦磨损量也随之增加。如,当摩擦频率为300 r/min时,在10 N的摩擦压力下,磨损量仅为0.000 33 g,而当摩擦频率在900 r/min时,摩擦磨损量提高至0.000 93 g,是在300 r/min摩擦频率下的近3倍。同时,在不同的摩擦压力下,随着频率的提高,在相同时间内的摩擦副行程更长,致使摩擦磨损量均较为显著增加。
由于盾构机在实际工作时呈现为旋转圆周运动,盾构机不同位置的滚刀角速度相同,但是由于处于盾构机不同的位置,不同滚刀的线速度有显著的差异。针对摩擦频率而言,也就是摩擦运动的速度不同,会导致不同位置的滚刀摩擦行为有所不同。
2.6 摩擦表面形貌及成分分析
2.6.1 300-50 N样品摩擦表面成分分析
如
图10所示为300-5 N样品摩擦表面BSE形貌图,其中对其不同的位置进行了EDS能谱测试。图中不同颜色的衬度代表不同的物相以及相应的成分。结果表明:摩擦表面存在多种形式的物相,不同位置点的成分如
表5所示。
图10中点1位置的主要成分为Fe、O、Si、Cr以及少量C元素,含量分别为68.79%、16.57%、6.88%、4.21%以及2.68%,由此可以推断,较深颜色的为氧化铁以及氧化硅的混合物。
图10中较亮的区域(点2),主要含有Fe、Cr、V、C元素,主要为刀具本身材料,经过摩擦后沿材料深度方向上材料结构暴露出。
图10中灰色区域如谱图点3所示,其主要由75.00%Fe、4.49%Cr、5.16%Si、12.30%O以及2.11%C组成,从物相上判断其为氧化铁、氧化铬以及氧化硅的混合物,并存在少量的碳化物夹杂。谱图点4所示为未经磨损的刀具表面材料成分,其主要为Fe、Cr、C、V元素组成,成分、物相以及表面颜色与点2成分相近。谱图点5为Fe、O、Si、Cr、C元素的混合物,该处组织主要是由刀具材料经对偶球摩擦后,在高温下发生氧化反应形成的氧化物,并夹杂了部分对耦球的磨损颗粒,含有少量的Si元素。
2.6.2 300-20 N样品摩擦表面成分分析
如
图11所示为300-20 N样品摩擦表面BSE形貌图,如
表6所示为
图11中不同位置点的成分。结果表明:
图11中点1和点6位置主要由Fe、Cr、C元素组成,O含量以及Si含量均较低,结合其光滑平整的表面可知,该处为刀具本体材料,且未经严重的磨损以及氧化,所示的成分也为刀具主要材料。点2位置为摩擦表面深色的区域,结合
表6的成分可知,其中含有大量的O,含量高达25.64%。结合摩擦分析可知,该处为刀具摩擦表面产生了大量的热,并在摩擦表面形成了高温氧化物所致。从点3和点4位置可以看出,元素成分主要为Fe、O、Si、Cr、C元素,从结构上分析,其为刀具摩擦材料与对耦球摩擦材料碎屑的混合物,成分与形貌均相近,在BSE图中显示与基体刀具材料衬度相近。点5为不同于基体材料以及氧化物材料的形貌,其在BSE图中呈现为灰色衬度。由其元素成分及其含量可知,其中Fe、O、Si、Cr、C的含量分别为76.37%、11.82%、4.09%、4.41%以及2.73%,由此可以推断,图中较深颜色的物质为氧化铁以及氧化硅的混合物。
2.6.3 900-5 N样品摩擦表面成分分析
如
图12所示为900-5 N样品摩擦表面BSE形貌图,针对摩擦表面形貌进行了EDS成分面扫描分析,如
图13所示为该区域不同元素的面分布。如
表7所示为900-5 N样品摩擦表面全表面的元素成分。从
图12可以看到摩擦表面有少量黑色的点状颗粒物,同时含有较长的摩擦线。从
图13中可知,摩擦表面中元素分布相对较为均匀,其中Fe、Cr、V元素均匀分布于摩擦表面,而O、Si和C元素分布相对聚集,其中主要是摩擦表面生成了非均匀的氧化物以及对偶球残留的氧化硅,导致了O、Si和C元素分布的不均匀。
2.7 摩擦机理分析
如
图14所示为在摩擦频率为300 r/min、摩擦行程为5 mm、摩擦压力为5~20 N条件下摩擦30 min后,摩擦样品的表面形貌图。由
图14可以看出,滚刀材料的摩擦磨损形貌主要以黏着磨损为主,并存在部分磨粒磨损的形貌。可以看出,随着摩擦压力的增加,摩擦磨损平面的宽度也逐渐增加。当摩擦压力为5 N时,摩擦平面的宽度仅为500 μm,而当摩擦压力增加至20 N时,摩擦平面的宽度提高至900 μm。如
图14(a)所示为在摩擦压力为5 N下的摩擦表面形貌,可以看出,摩擦表面存在大量的摩擦平台,这些平台是由于在摩擦过程中摩擦碎屑粘结在摩擦表面,并随着摩擦过程逐渐与滚刀材料表面相粘连,最终形成稳定的摩擦面。这种摩擦平台随着摩擦压力的增加而逐渐增多,且摩擦平台的面积逐渐增大。这同时也说明了在摩擦过程中由于摩擦平台的存在,摩擦平面逐渐趋于稳定,且摩擦平台具有润滑的作用,使得材料整体的摩擦系数显著下降,这也解释了摩擦系数随着摩擦压力增加而下降的原因。此外,摩擦表面存在少量不规则的摩擦碎屑,这些碎屑会在摩擦副往复运动中逐渐剥落,导致质量磨损。
2.8 刀具腐蚀表面形貌
如
图15所示为刀具在实际服役过程中的氧化锈蚀情况,可以看出:滚刀刀具表面存在严重的锈蚀行为,同时伴随着大量的锈蚀脱落。这些锈蚀脱落的碎屑会落入盾构刀具舱体,会存在两种影响:首先,碎屑会卡在滚刀刀面与岩土层之间的孔隙,部分硬脆的氧化物会使滚刀表面产生明显的拉毛现象;其次,过度的表面腐蚀会形成腐蚀坑,导致在服役过程中由于腐蚀应力的作用而导致提前失效。
如
图16所示为滚刀刀具磨损表面形貌以及断裂面形貌。从
图16(a)中可以看出,刀具表面存在着大量的腐蚀斑块,这些腐蚀斑块是由与服役环境中的富盐泥水、摩擦产生的热等因素导致。同时,在刀具表面存在显著的摩擦犁沟,这些犁沟是由于岩土层中以及刀具表面氧化物剥落等硬脆颗粒相在摩擦过程中,摩擦过程中在刀具表面形成了明显的犁沟,也就是拉毛现象。
从
图16(b)可以看出,由于刀具表面存在大量的腐蚀斑,在较深的腐蚀斑处,由于刀具在软硬交替地层之间进行应力摩擦行为,腐蚀斑处会经受较大的压力作用,尤其是经过软硬地层的界面以及在较硬的花岗岩等地层上摩擦时,刀具表面收到的冲击力高于材料断裂强度时,会发生刀具的破碎,形成断裂的初始点。一般而言,断裂初始点的尺寸较小,宏观表象为存在小块的刀具材料表面发生破碎剥落现象。当刀具表面发生部分剥落,在剥落处附近会在冲击作用下形成一次断裂面。随着盾构机刀具的继续运行,在一次断裂面的棱角上极易引起应力集中,并逐渐形成细小的微裂纹。当摩擦形成的应力超过材料本身断裂强度后,会发生材料的最终脆断。裂纹通常沿着能量最低的路径进行扩展,从断面图可知,裂纹会沿着刀具表面的犁沟或者锈蚀斑处进行扩展,且瞬断区形成的断裂形貌呈现为解离的河流状花样,形成了面积很大的二次断面。一般而言,二次断面会延伸至刀具的底面,使整个刀具发生突然的断裂而失效。
2.9 刀具表面的应力腐蚀机理
如
图17所示为刀具表面的应力腐蚀形貌,刀具表面形成了较多点状的腐蚀坑(点蚀)。当点蚀向外扩展,或点蚀集中在一处时,会形成较大的斑蚀,这种斑蚀具有较深的腐蚀坑,会显著影响材料的摩擦性能。同时在摩擦过程中,在腐蚀坑周围会产生显著的侧向裂纹,这些裂纹在应力作用下逐渐向侧向扩展,最终在腐蚀坑和摩擦应力的耦合作用下,导致了应力腐蚀断裂。这种应力腐蚀行为综合了渗透力理论以及缝隙腐蚀理论,由于在腐蚀产生的应力作用下促进了刀具表面裂纹的形成与扩展,最终在服役状态下发生破碎。
3 结论
基于杭州天目山隧道工程现用单刃盾构滚刀,从刀具材料本征力学性能出发,模拟刀具在服役过程中的冲击、摩擦以及耐蚀性等特性,明确刀具的失效机理,得到如下相关的结论。
(1) 刀刃和刀圈的显微组织均为马氏体结构,刀刃部分的马氏体尺寸更大且密度更高,具有更高的强度与硬度。刀刃部分的硬度达HRC56.3,屈服强度高达2164 MPa,延伸率为11.25%;刀圈部分的硬度为HRC56.0,屈服强度为2136 MPa,延伸率为14.83%。对于冲击能量而言,刀刃部分的冲击吸收能量为6.0 J,低于刀圈材料的冲击吸收能量6.83 J。
(2) 随着摩擦压力的增加,刀具表面的摩擦系数逐渐减小,摩擦平面的宽度逐渐增加,当摩擦频率为300 r/min,摩擦压力为20 N,摩擦系数为0.83,摩擦平面的宽度达到900 μm。摩擦系数随着摩擦频率的增加而显著提高,且摩擦系数达到稳定的时间缩短,当摩擦频率从300 r/min提高至900 r/min时,在10 N的摩擦压力下,摩擦系数从0.93提高至1.04,同时摩擦达到稳定所需时间从6 min降低至1 min。
(3) 单刃盾构滚刀在服役过程中出现了显著的腐蚀现象,这与服役过程中富盐泥水、摩擦产生高温氧化等存在密切关系。在服役过程中,刀具表面存在应力腐蚀现象,由点蚀逐渐发展成为腐蚀坑,并在刀具服役过程中产生了大量的侧向裂纹。侧向裂纹沿着刀具表面的腐蚀坑以及犁沟进行扩展,最终导致了刀具的失效。
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