斷裂韌性及測量方法(編輯修改稿)
2025-06-15 00:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 展 10 一、裂紋的起源 ? 缺陷 ? 表面 ? 熱應(yīng)力 11 裂紋的三種起源 a) 在外力作用下晶體中的 缺陷 處形成應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋成核； b) 材料表面的 機械損傷與化學(xué)腐蝕 形成表面裂紋； c) 由于晶粒熱膨脹系數(shù)差異， 受熱 后形成裂紋。 12 裂紋快速擴展 ? Griffith微裂紋理論，材料的斷裂強度不是取決于裂紋的 數(shù)量 ，而是取決于裂紋的 大小 ，即由最危險的裂紋尺寸（臨界尺寸）決定材料的斷裂。 ? 裂紋擴展速度為聲速的 40%60%,并會產(chǎn)生新的斷裂紋。 13 裂紋擴展機理 a) 應(yīng)力腐蝕理論 ? 這種理論的實質(zhì)在于 :在一定環(huán)境溫度和應(yīng)力場強度因子作用下 ,材料中關(guān)鍵裂紋尖端處 , 裂紋擴展動力與裂紋擴展阻力的比較 ,構(gòu)成裂紋開裂和止裂的條件。 ? 裂紋尖端處的高度的應(yīng)力集中 導(dǎo)致較大的裂紋擴展動力。從物理化學(xué)角度分析，在裂紋尖端處的離子鍵受到破壞，吸附了表面活性物質(zhì) (H2O、 HO以及極性液體和氣體 )，使材料的自由表面能降低。也就是說，裂紋的擴展阻力降低了。如果此值小于裂紋擴展動力，就會導(dǎo)致在低應(yīng)力水平下的開裂。新開裂表面的斷裂表面，因為還沒有來得及被介質(zhì)腐蝕，其表面能仍然大于裂紋擴展動力，裂紋立即止裂，接著進行下一個腐蝕 開裂循環(huán)，周而復(fù)始，形成宏觀上的裂紋的緩慢生長。 14 圖 143 K值隨亞臨界裂紋增長的變化 ? 低 Ki階段，速率與 Ki成正比，由水與玻璃表面的化學(xué)反應(yīng)所控制，隨著蒸汽壓增加，速率增大； ? 高 Ki階段，擴散速率與蒸汽壓相關(guān)，但與Ki的關(guān)系減弱，仍受水與玻璃反應(yīng)控制，并受水傳輸?shù)搅鸭y尖端的速率控制。 ? 更高 Ki階段，裂紋擴展與環(huán)境無關(guān)，而受材料組成與溫度的
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