金属的断裂条件及断口

金属的断裂条件及断口
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
某小型火力发电厂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。
  机器零件断裂后不仅完全丧失服役能力,而且还可能造成不应有的经济损失及伤亡事故。断裂是机器零件最危险的失效形式。按断裂前是否产生塑性变形和裂纹扩展路径做如下分类。
    韧性断裂的特征是断裂前发生明显的宏观塑性变形,用肉眼或低倍显微镜观察时,断口呈暗灰纤维状,有大量塑性变形的痕迹。脆性断裂则相反,断裂前从宏观来看无明显塑性变形积累,断口平齐而发亮,常呈人字纹或放射花样。
  宏观脆性断裂是一种危险的突然事故。脆性断裂前无宏观塑性变形,又往往没有其他预兆,一旦开裂后,裂纹迅速扩展,造成严重的破坏及人身事故。因而对于使用有可能产生脆断的零件,必须从脆断的角度计算其承载能力,并且应充分估计过载的可能性。. 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:(A)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。(B)冶金效应,厚板中晶粒较粗大,内部产生的偏析较多。
烈士褒扬条例(4)加载速度 低强度钢,速度越快,韧-脆性转变温度降低。梼杌闲评
  宏观塑性断裂的危险性远较脆断小。由于塑断前产生明显的塑性变形使零件不能正常运行,就会引起人们的注意,及时采取措施,防止断裂的产生。即使由于短时的突然过载,一般也只能造成局部开裂,不会整体断裂或飞出碎片造成灾难性事故。对于使用有可能产生塑性断裂的零件,只需按材料的屈服强度计算其承载能力,一般即能保证安全使用。南京广播学院
按裂纹扩展路径分类。当多晶体金属断裂时,根据裂纹扩展所走的路径,又分穿晶断裂和沿晶断裂。穿晶断裂的特点是裂纹穿过晶内。沿晶断裂时裂纹沿晶界扩展。穿晶断裂可能是韧性的,也可能是脆性的,而沿晶断裂多是脆性断裂。
地质学报断口总是发生在金属组织中最薄弱的地方,记录着有关断裂全过程
 
断口分析(一)
党政机关公务用车预算决算管理办法的许多珍贵资料,所以在研究断裂时,对断口的观察和研究一直受到重视。通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题:如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响,通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。随着断裂学科的发展,断口分析同断裂力学等所研究的
问题更加密切相关,互相渗透,互相配合;断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。
脆性断口和延性断口
  根据断裂的性质,断口大致可以分为几乎不伴随塑性变形而断裂的脆性断口

本文发布于:2024-09-20 15:27:27,感谢您对本站的认可!

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