1知識(shí)點(diǎn)4金屬的斷裂《金屬材料及熱處理》項(xiàng)目6：金屬的塑性變形認(rèn)知任務(wù)6.1認(rèn)識(shí)金屬的塑性變形與斷裂122《金屬材料及熱處理》1斷裂的基本類型

塑性斷裂：塑性斷裂又稱為延性斷裂，斷裂前發(fā)生大量的宏觀塑性變形，斷裂時(shí)承受的工程應(yīng)力大于材料的屈服強(qiáng)度。由于塑性斷裂前產(chǎn)生顯著的塑性變形，容易引起人們的注意，從而可及時(shí)采取措施防止斷裂的發(fā)生，即使局部發(fā)生斷裂，也不會(huì)造成災(zāi)難性事故。對(duì)于使用時(shí)只有塑性斷裂可能的金屬材料，設(shè)計(jì)時(shí)只需按材料的屈服強(qiáng)度計(jì)算承載能力，一般就能保證安全使用。一、斷裂的基本類型33《金屬材料及熱處理》脆性斷裂：金屬脆性斷裂過(guò)程中，極少或沒(méi)有宏觀塑性變形，但在局部區(qū)域仍存在一定的微觀塑性變形。斷裂時(shí)承受的工程應(yīng)力通常不超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度，甚至低于按宏觀強(qiáng)度理論確定的許用應(yīng)力，因此，又稱低應(yīng)力斷裂。由于脆性斷裂前既無(wú)宏觀塑性變形，又無(wú)其他預(yù)兆，并且一旦開(kāi)裂后，裂紋擴(kuò)展迅速，造成整體斷裂或很大的裂口，有時(shí)還產(chǎn)生很多碎片，容易導(dǎo)致嚴(yán)重事故。選擇可能發(fā)生脆斷的金屬材料，必須從脆斷角度計(jì)算其承載能力，并充分估計(jì)過(guò)載的可能性。脆性斷裂通常發(fā)生于高強(qiáng)度或塑性、韌性差的金屬或合金中，而且塑性較好的金屬在低溫、厚的截面或高的應(yīng)變速率等條件下或當(dāng)裂紋起重要作用時(shí)，都可能以脆性方式斷裂。一、斷裂的基本類型442影響材料斷裂的基本因素《金屬材料及熱處理》（1）裂紋和應(yīng)力狀態(tài)的影響

對(duì)大量脆性斷裂事故的調(diào)查表明，大多數(shù)斷裂是由于材料中存在微小裂紋和缺陷引起的。裂紋的存在引起應(yīng)力集中，且產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，就改變了構(gòu)件的斷裂行為。同樣，受載方式不同會(huì)造成應(yīng)力狀態(tài)的改變，也能改變材料的斷裂行為。例如拉伸或彎曲很脆的材料（如大理石），在受三向壓應(yīng)力時(shí)，卻表現(xiàn)出良好的塑性。一、影響材料斷裂的基本因素552影響材料斷裂的基本因素《金屬材料及熱處理》（2）溫度的影響中、低強(qiáng)度鋼的斷裂過(guò)程都有一個(gè)重要現(xiàn)象，就是隨著溫度的降低，都有從塑性斷裂逐漸過(guò)渡為脆性斷裂的現(xiàn)象，尤其是當(dāng)試件上帶有裂紋和缺口時(shí)，更加劇了這種過(guò)渡傾向。一、影響材料斷裂的基本因素66《金屬材料及熱處理》塑性斷裂向脆性斷裂過(guò)渡示意圖中、低強(qiáng)度鋼光滑試樣的屈服強(qiáng)度Rr0.2隨著溫度的下降而升高，而裂紋擴(kuò)展所需的臨界應(yīng)力σf則基本不變，因此存在著一個(gè)兩應(yīng)力相等的溫度Tc。當(dāng)T>Tc時(shí)，σf<Rr0.2，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σs就產(chǎn)生塑性變形，也導(dǎo)致微裂紋的形成，但裂紋還不能擴(kuò)展，只有當(dāng)應(yīng)力達(dá)到裂紋所需的臨界應(yīng)力時(shí)才能造成斷裂，即試樣要經(jīng)一定的塑性變形后才斷裂，此時(shí)為塑性斷裂；當(dāng)T<Tc時(shí)，σf<Rr0.2，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σf時(shí)并不發(fā)生斷裂，此時(shí)金屬中尚無(wú)裂紋，只有當(dāng)應(yīng)力增加到σs時(shí)，裂紋才能形成，隨即迅速擴(kuò)展，導(dǎo)致脆性斷裂。一般此溫度稱為脆性轉(zhuǎn)折溫度。當(dāng)試樣中存在裂紋及缺口時(shí)，會(huì)使脆性轉(zhuǎn)折溫度升高。通常用帶缺口的試樣進(jìn)行系列沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定這一溫度。一、斷裂的基本類型77《金屬材料及熱處理》脆性轉(zhuǎn)變溫度示意圖當(dāng)溫度降至某一數(shù)值時(shí)，試樣急劇脆化，這個(gè)溫度就是脆性轉(zhuǎn)折溫度。脆性轉(zhuǎn)折溫度一般是一個(gè)范圍，它的寬度和高低與金屬的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒大小、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)、化學(xué)成分、雜質(zhì)元素等因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，體心立方金屬冷脆斷裂傾向大，脆性轉(zhuǎn)折溫度高，密排六方金屬次之，面心立方金屬則基本上沒(méi)有溫度效應(yīng)。晶粒越細(xì)，裂紋形成和擴(kuò)展越大的阻力越大，所以細(xì)化晶粒可使脆性轉(zhuǎn)折溫度降低。此外，合金元素Ni具有顯著降低脆性轉(zhuǎn)折溫度的作用。一、斷裂的基本類型882影響材料斷裂的基本因素《金屬材料及熱處理》（3）其他影響因素：如不考慮材料本身影響因素，影響材料斷裂的外界因素還很多。例如環(huán)境介質(zhì)對(duì)斷裂有很大影響，某些金屬與合金在腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力的同時(shí)作用下，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂。金屬材料經(jīng)酸洗、電鍍，或從周圍介質(zhì)中吸收了氫之后，產(chǎn)生氫脆斷裂。變形速度的影響比較復(fù)雜，一方面，變形速度增加，使金屬加工硬化嚴(yán)重，因而塑性降低。另一方面它又使變形熱來(lái)不及散出，促使加工硬化消除而提高塑性。至于那個(gè)因素占主導(dǎo)地位，要視具體情況而定。一、影響材料斷裂的基本因素PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/P