1.低温脆(cuì)性; 韧性脆性转变温度。
力(lì)学仪器
体心立方或一些密堆积的六方晶态金属和合金,尤其是工程中常用的中低强度结构钢,当测试温度低于一定(dìng)温度tk(韧性脆变温度)时,材料(liào)会从 韧(rèn)性状态在脆性状(zhuàng)态下,冲击吸收能显着下降。 断裂机使微(wēi)孔的积累变成跨晶分裂,并(bìng)且断裂特性从纤维变为(wéi)晶体,这是低(dī)温脆性。
2.解释低温脆性的物理性质及其影(yǐng)响因素(sù)。
在延性(xìng)-脆性转变温度以下,断裂强度低于屈服(fú)强度,并(bìng)且材料在低温下处于脆性状态。
A.晶体(tǐ)结(jié)构的影响
体心立方金属(shǔ)及(jí)其合金具有(yǒu)低温脆性,而面心立方金属及(jí)其合金通常不具有低温脆(cuì)性。 体心立方金属的低温脆性可能与延缓屈(qū)服现象密(mì)切相关。
B.化学成分的影响:间隙溶质元素的含(hán)量增(zēng)加,高阶能量减(jiǎn)少,韧性脆性(xìng)转变温度增加。
C.微(wēi)观结构的影响:细化晶粒和组织可以增加材料的韧性。
D.温度(dù)的影(yǐng)响:比较复杂,在一定温度范围内会出(chū)现脆性(蓝色脆性)
E.加载速率的影(yǐng)响:提高加载速率就像调低温(wēn)度,增加材料(liào)的脆性和提高韧性-脆性转变温度(dù)一(yī)样(yàng)。
F.样品形状和大小的影响:缺口曲率半径越小,tk越高(gāo)
3.细化晶粒以提高韧性的原因?
力学拓展:材料的冲击韧性和低温脆性
晶界是抗裂(liè)纹扩(kuò)展的能力。 减少晶界前的位错(cuò)数量(liàng)有利于降(jiàng)低应力(lì)集(jí)中; 晶(jīng)界总面(miàn)积的增加降低了晶界(jiè)上的杂质浓度,避(bì)免了沿晶的脆性(xìng)断裂。
材料的断裂韧性
1.低应力脆性断裂;
当工作应力不高甚至远远(yuǎn)低于屈服时,大型机械零件通常会发生脆性断裂。 这就是所谓的低应力脆性断裂。
2.解释以下符号的名称(chēng)和含义:KIc; JIc; GIc; δc。
KIC(裂纹体中裂纹尖处的应力-应变场强度因子)是平面应变断裂(liè)韧性,表示(shì)材料在平面应(yīng)变状态下抵抗裂纹扩展的(de)不稳(wěn)定性的能力。
JIc(裂纹端区域的应变能)也称为断裂韧性,但它表示材料抵抗裂纹扩展(zhǎn)的能力。
GIc代表当材料防止裂纹扩展不稳定性(xìng)时每单位面(miàn)积消耗的能量。
δc(裂纹开口位(wèi)移)也称为材料的断裂韧性,它表示(shì)材(cái)料防止裂(liè)纹开始(shǐ)扩展的能力。
3.解释KI和KIc之(zhī)间的异同。 力学(xué)仪器
KI和(hé)KIC是两个(gè)不同的概念。 KI是一个机械参数,表示裂纹体中裂纹端处的应力和应变场的强度。 它由施加的应力,样品大(dà)小和裂纹类(lèi)型决定,与材料无关。 但是,KIC是材(cái)料的机(jī)械(xiè)性能指标(biāo),它由内部因素(例如材料的成分和组织结构)决定,与外部因素(例如外(wài)部应力和(hé)样本量(liàng))无(wú)关。
KⅠ和KIC之间的关系与σ和(hé)σs之间的关系相同(tóng)。 KⅠ和σ均为力(lì)学(xué)参数,而(ér)KIC和σs均为材料的力学性(xìng)能。