【正文】 — 脆特性與溫度的關(guān)系 ? 應(yīng)用意義 : ① 相對評價材料的性能 。 ?隨著外加應(yīng)力的增加，開裂路徑越來越接近與外加應(yīng)力方向垂直的試件中心線。 圖 316 不同焊接熱輸入對某碳 錳鋼焊接接頭的熱影響區(qū)沖擊韌度的影響 焊接工藝要合理控制焊接線能量 。 ? 動應(yīng)變時效： 是指金屬經(jīng)過 “熱循環(huán)” 而產(chǎn)生一定量的 熱塑性變形 導(dǎo)致的 應(yīng)變時效 。 板厚 圖 鋼的軋制使晶粒細化 (2)冶金因素 軋棍 一般說來，生產(chǎn)薄板時壓延量大，軋制溫度較低，組織細密；相反，生產(chǎn)厚板時軋制次數(shù)少，終軋溫度較高，組織疏松。 載荷的沖擊性越大，即加載速度 dε/dt越大，對工件的危害也就越大！ （ 1）化學(xué)成分 合金元素，雜質(zhì)，氣體，夾雜物等 ? 鋼中的碳、氮、氧、氫、磷、硫、砷、銻和錫等雜質(zhì)對韌性也是不利的。 在力學(xué)狀態(tài)圖中， SoT —— 正斷抗力； ts —— 剪切屈服極限； tb —— 剪斷抗力。 ? 杯底部分一般與主應(yīng)力方向垂直的平斷口，斷口平面并非完全平直，由許多細小的凹凸小斜面組成，小斜面和拉伸軸線成 45176。 延性斷裂 大多數(shù)金屬材料在正常工作情況下一般不會出現(xiàn)脆性斷裂，往往只發(fā)生延性斷裂。 是一種晶內(nèi)斷裂 。 脆性斷裂的特征 ? 幾乎沒有塑性變形 ，具有突然破壞的性質(zhì)； ? 脆斷時所需能量小，破壞應(yīng)力往往低于材料的屈服強度，屬于 低應(yīng)力破壞 ； ? 裂紋擴展速度快，瞬時擴展到結(jié)構(gòu)大部分或全體，直至斷裂。 1995年 2月美國 《 Popular Science》 雜志發(fā)表了 R Cannon的文章，標(biāo)題是“ what really sank the titanic”，付標(biāo)題是”為什么不會沉沒的船在撞上一個冰山后 3小時就沉沒了？一項新的科學(xué)研究回答了 80年未解之謎“。 盡量減少應(yīng)力集中、盡量降低結(jié)構(gòu)剛度、不采用過厚板材、重視次要焊縫的設(shè)計 焊接結(jié)構(gòu)安全評定 了解焊接結(jié)構(gòu)安全評定的作用，熟悉焊接結(jié)構(gòu)安全評定方法，掌握評定過程和具體程序。焊接結(jié)構(gòu) 第三章 焊接結(jié)構(gòu)斷裂性能 本章學(xué)習(xí)要點 知識要點 掌握程度 相關(guān)內(nèi)容 金屬材料脆性斷裂 了解脆性斷裂的特征，掌握金屬材料斷裂的機制、形態(tài)，熟悉金屬材料脆性斷裂的影響因素。 “ 合于使用 ” 原則及其作用；面型缺陷評定方法，體型缺陷評定方法。 ?由于早年的 Titanic號采用了含硫高的鋼板，韌性很差，特別是在低溫呈脆性。斷裂不易發(fā)現(xiàn)和預(yù)防。 ? 解理面 一般是表面能最小的晶面 ， 且往往是低指數(shù)的晶面 。 延性斷裂 滑移或純剪切斷裂 微孔聚集型斷裂 (1)滑移或純剪斷裂 ? 金屬在外力作用下沿 最大切應(yīng)力 的滑移面滑移，至一定程度而斷裂。 角 圖 34b 微孔聚集型斷裂示意圖 延性斷裂的特征： 宏觀斷口： 纖維狀、色澤灰暗、有剪切唇、有塑性變形 微觀斷口： 韌窩 圖 35 韌窩狀花樣斷口電鏡圖像 韌窩的形成機理為空洞聚集： 圖 空洞聚集的過程 圖 棒材拉伸斷口示意圖 ? 材料強度 ? 第二相顆粒的尺寸 ? 形態(tài) ? 分布 材料 特性 ? 類型 ? 大小 應(yīng)力 狀態(tài) 韌窩的尺寸和形狀與 圖 36 三種韌窩的形成過程 (a) 等軸韌窩 (b) 剪切韌窩 (c) 撕裂韌窩 圖 按斷裂路徑分類示意圖 a穿晶斷裂； b沿晶脆斷； c沿晶韌斷 — 脆性斷裂 ? 大多數(shù)塑性金屬材料隨溫度的下降會發(fā)生從韌性斷裂向脆性斷裂過渡的情況，這種斷裂類型的轉(zhuǎn)變稱為 韌性 脆性的轉(zhuǎn)變 ，所對應(yīng)的溫度稱為 韌性 脆性轉(zhuǎn)變溫度 。 r小 則材料易于 脆性斷裂 ， r大 則材料傾向于 延性斷裂 。磷降低裂紋表面能，硅可限制交滑移，促進出現(xiàn)孿生，都起著提高韌 脆轉(zhuǎn)變溫度的不利作用。顯然厚板的延、韌性均較差。 3)應(yīng)變時效產(chǎn)生的危害 有害的時效往往使材料性能變壞：硬度提高，塑性下降，韌性變差。 焊接缺陷對脆斷的影響 焊接接頭中，大約 40％的脆斷事故是從焊接缺陷處開始的。 ?如果試件殘余應(yīng)力經(jīng)退火完全消除，則開裂路徑與試件中心線重合 (N30WR1)。 ② 安全評價的依據(jù) . ()kA mg h h ???圖 缺口沖擊實驗 衡量指標(biāo)：沖擊吸收功 Ak 沖擊韌度 ak (ak＝ Ak/Fk ) 沖擊韌性： 材料在沖擊載荷下吸收塑性變形功和斷裂功的能力 ， 是材料強度和塑性的綜合表現(xiàn) 。 原則： 能不焊就不焊 ！ 分析：不重要焊縫往往 不被重視 ，產(chǎn)生缺陷的可能性大！然而，這些缺陷又處在 受力構(gòu)件上， 因而，導(dǎo)致受力 構(gòu)件的低應(yīng)力破壞。 四點彎曲法 ——是目前檢驗?zāi)覆幕蚝附咏宇^抗脆性斷裂的重 要方法之一。 二、止裂性能試驗 ? ? 圖 落錘試驗示意圖 Penillni落錘試驗是在研究鋼的脆斷傾向，評定比較止裂行為時使用。 重點從兩個方面理解： ①構(gòu)成復(fù)雜應(yīng)力場，導(dǎo)致 缺口效應(yīng) 使材料 變脆 ，而 殘余應(yīng)力 對 脆性材料 的靜載破壞是 有影響 的！ ② 角變形和錯邊 都會產(chǎn)生 附加彎矩 !使焊趾處的 應(yīng)力集中程度加大 ！ 防止焊接結(jié)構(gòu)脆斷的工藝措施 ? 結(jié)合 ，這里不再贅述 ! ?