材料的力學(xué)性能(7)(存儲(chǔ)版)
【正文】 切裂開 。 ? 切應(yīng)力促進(jìn)塑性變形，對(duì)塑性韌性有利；拉應(yīng)力促進(jìn)斷裂，不利于塑性和韌性。 00q ?s?s?cnot chno not chStressTem perat ure? 提高加載速率起著與溫度相似的作用 。 ?合金元素的影響比較復(fù)雜，鎳、錳以固溶狀態(tài)存在，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度，這可能與下列因素有關(guān)，提高了裂紋表面能； ?氮、碳等原子被吸收到 Ni、 Mn所造成的局部畸變區(qū)中去，減少了它們對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的釘扎作用。 彌散強(qiáng)化 (沉淀強(qiáng)化 )等方法 ，在提高材料強(qiáng)度的同時(shí) ， 總要降低一些塑性和韌性 。 ? 鋼中的氧、氮、磷、硫、砷、銻和錫等雜質(zhì)對(duì)韌性也是不利的。 ? 所以 ， 普通碳鋼在室溫或高溫下 ， 斷裂前有較大的塑性變形 ， 是韌斷 。 ? 構(gòu)件或材料是韌性或脆性狀態(tài)，取決材料本身的組織結(jié)構(gòu)，還取決于應(yīng)力狀態(tài)，溫度和加載速率等因素，并不是固定不變的，而是可以互相轉(zhuǎn)化的。 此外 ,多向拉應(yīng)力促使材料處于脆性狀態(tài) ， 也容易產(chǎn)生剪切斷開 。 ? 第二相粒子分為兩大類 ， ? 一類是夾雜物 ， 如鋼中的硫化物 ， 在不大的應(yīng)力作用下便與基體脫開或本身裂開而形成微孔； ? 另一類是強(qiáng)化相 ， 如鋼中的彌散的碳化物 ， 合金中的彌散的強(qiáng)化相 ,它們本身比較堅(jiān)實(shí) ， 與基體結(jié)合比較牢固 ， 是位錯(cuò)塞積引起的應(yīng)力集中或在高應(yīng)變條件下 ， 第二相與基體塑性變形不協(xié)調(diào)而萌生微孔的 。 ? 在三向應(yīng)力的作用下 ， 使得試樣心部的夾雜物或第二相質(zhì)點(diǎn)破裂 ， 或者夾雜物或第二相質(zhì)點(diǎn)與基體界面脫離結(jié)合而形成微孔 。 ?GriffithOrowanIrwin公式 ?實(shí)際金屬材料在紋尖端處發(fā)生塑性變形 ，需要塑性變形功 Wp， Wp的數(shù)值往往比表面能大幾個(gè)量級(jí) ， 是裂紋擴(kuò)展需要克服的主要阻力 。 ? 對(duì)于 —定裂紋長度 a， 外加應(yīng)力達(dá)到 σ c時(shí) ,裂紋即失穩(wěn)擴(kuò)展 。 ? Griffith假定在實(shí)際材料中存在著裂紋 ， 當(dāng)名義應(yīng)力還很低時(shí) ， 裂紋尖端的局部應(yīng)力已達(dá)到很高的數(shù)值 ， 從而使裂紋快速擴(kuò)展 ， 并導(dǎo)致脆性斷裂 。 為原子間的平衡距離 。 發(fā)生沿晶斷裂 ， 勢必由于某種原因降低了晶界結(jié)合強(qiáng)度 。 河流花樣已不十分明顯 。在不同高度上的平行解理面之間形成了所謂的解理臺(tái)階 。 因此 ， 防止脆斷 。 斷裂分類：韌性斷裂 （ ductile fracture） 和脆性斷裂 (brittle fracture)兩大類 。 ? 研究斷裂的主要目的是防止斷裂 ， 以保證構(gòu)件在服役過程中的安全 。 脆性斷裂前無明顯的征兆可尋 ， 且斷裂是突然發(fā)生的 ， 因而往往引起嚴(yán)重的后果 。 ? 解理斷裂實(shí)際上不是沿單一的晶面 ， 而是沿一族相互平行的晶面 (均為解理面 )解理而引起的 。 ? 解理小平面間有明顯的撕裂棱 。一般情況下 ， 晶界不會(huì)開裂 。 ? 如位移很小 ， 則 sin(2πx/d)=( 2πx/d) ， 于是 ? σ=σ m(2πx/d) （ 52） ? 根據(jù)虎克定律 ， 在彈性狀態(tài)下 ， ? σ=Eε=Ex/a 0 (53) ? 式中 E為彈性模量； ε 為彈性應(yīng)變； a。 Griffith理論 ? Griffith在 192
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