金属材料的断裂和断裂韧性课件.ppt

,4金属料的断裂和断我性现代设计与分析研究所何雪浤,4金属材料的断裂和断裂韧性工程构件的主要失效形式断裂、弹塑性失稳、磨损、腐蚀等断裂的不同形式疲劳断裂、蠕变断裂、应力腐蚀或腐蚀疲劳断裂等室温环境下单向加载时的金属断裂断裂类型:脆性断袈、韧性断裂断裂过程与微观机制断裂的基本理论区分依据韧-脆转化断裂前是否发生明显的宏观塑性变形;断裂前是否明显地吸收了能量,4金属材料的断裂和断裂韧性41脆性断裂42延性断裂4.3脆性韧性转变44线弹性条件下的断裂韧性复习愚考45影响断裂韧性的因素46金属的韧化题4.7弹塑性条件下断裂韧性的概述,4.1脆性断裂脆性断袈的宏观特征断裂前无明显的塑性变形,吸收的能量很少,而裂纹的扩展速度往往很快,几近音速,故脆性断裂前无明显的征兆可寻,且断裂是突然发生的,因而往往引起严重的后果。在工程应用中,一般把平5%定为韧性断裂。材料处于脆性状态还是韧状态并不是固定不变的,往往因材质、应力状态和环境等因素而相互转化。常见的脆性断裂有解理断裂和晶间断袈。,4.11解理断裂解理断裂是材料在拉应力的作用下,由于原子间结合键遭到破坏严格地沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面)劈开而造成的解理面一般是表面能最小的晶面,且往往是低指数的晶面解理断口的宏观形貌是较为平坦的、发亮的结晶状断面在电子显微镜下,解理断口的特征是河流状花样。河流状花样是由解理台阶的侧面汇合而形成的。“河流”的流向与裂纹扩展方向一致在通过扭曲晶界或大角度晶界时,由于相邻晶粒内解理面的位向差很大,裂纹在晶界受阻,裂纹尖端的高应变能激发了在晶界另一侧面的解理裂纹成核,即出现了新的河流花样,而且往往数量大增。解理断袈的另一个微观特征是舌状花样,它是解理裂纹沿孪晶界扩展而留下的舌状凸台或凹坑,一些金属的解理面金属晶格类型解理面体心立方001001体心立方001Ma密排六方000131010i21010001Zn(0.03/Cd0001密排六方000100i0zn(0.53%cd0001,解理断口的河流花样(箭头所指为扩展方向),裂纹扩展和河流方向流阶支流一裂纹扩展方向河流顺流方向,裂纹穿过大角度晶界的解理河流花样,50,解理断口的舌状花样,