材料力學性能課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-28 18:18 本頁面
【文章內容簡介】 性變形，沒有明顯征兆，因此危害性很大。 ? 脆性斷裂的斷裂面一般與正應力垂直，斷口平齊而光亮，常呈放射狀或結晶狀。板狀矩形拉伸試樣斷口呈人字紋花樣。 按裂紋擴展的途徑分類： ? （二）穿晶斷裂與沿晶斷裂 ? 多晶金屬斷裂時，裂紋擴展的路徑可能不同，穿晶斷裂的裂紋穿過晶體內，而沿晶斷裂的裂紋沿晶界擴展。 根據(jù)斷裂機理分類： ? （三）純剪切斷裂與微孔聚集型斷裂、解理斷裂 ? (1) 剪切斷裂： ? 金屬材料在切應力的作用下，沿滑移面分離而造成的滑移面分離斷裂； ? 包括滑斷（純剪切斷裂）和微孔聚集型斷裂。 ? 微孔聚集型斷裂是通過微孔成核、長大聚合而導致材料分離。 ? (2) 解理斷裂： ? 是指金屬材料在一定條件下（如低溫），當外加正壓力達到一定數(shù)值后，以極快速率沿一定晶體學平面產(chǎn)生的穿晶斷裂； ? 由于與大理石的斷裂相似，所以稱這種晶體學平面為解理面。 根據(jù)斷裂面的取向分類： ? 如果斷裂面取向垂直于最大正應力，為 正斷型斷裂 ； ? 如果斷裂面取向與最大切應力方向一致，而與最大正應力方向成 45度角，為 切斷型斷裂 。 二、解理斷裂的微觀斷口特征 ? 關于斷裂機理的三種理論： ? 1. 甄納 斯特羅位錯塞積理論 ? 2. 柯垂耳位錯反應理論 ? 3. 史密斯理論 1. 解理斷裂 ? 解理斷裂是沿特定界面發(fā)生的脆性穿晶斷裂，斷裂斷口是由許多大致相當于晶粒大小的解理面集合而成； ? 這種大致以晶粒大小為單位的解理面稱為解理刻面。 ? 在解理刻面內部只從一個解理面發(fā)生解理破壞實際上是很少的， ? 多數(shù)情況下，裂紋要跨越若干個相互平等的、而且位于不同高度的解理面，從而在同一刻面內部出現(xiàn)了解理臺階和河流花樣。 解理臺階： ? 是沿兩個高度不同的平行解理面上擴展的解理裂紋相交形成的。 ? (1) 通過解理裂紋與螺型位錯相交形成， ? (2) 通過二次解理或撕裂形成。 2. 準解理 ? 在淬火回火鋼中，當裂紋在晶粒內部擴展時，難于嚴格的沿一定晶體學平面擴展， ? 斷裂路徑不再與晶粒位向有關，而主要與細小的碳化物質點有關，其微觀形態(tài)，與解理河流相似，但又不是真正的解理，所以稱為準解理。 三、微孔聚集斷裂的微觀斷口特征 ? 如果使微孔在垂直于正應力的平面上各方向長大傾向相同，則在正應力垂直于微孔的平面上便形成 等軸韌窩 。 ? 在扭轉載荷或受雙向不等拉伸條件下，因切應力作用形成 拉長韌窩 。 ? 如在微孔周圍的應力狀態(tài)為拉、彎聯(lián)合作用，微孔在拉長、長大同時還要被彎曲，形成在兩個相配斷口上方向相同的 撕裂韌窩 。 四、斷裂強度 ? （一）、理論斷裂強度 ? 在外加正應力作用下，將晶體的兩個原子面沿垂直于處力方向拉斷所需的應力，就是理論斷裂強度。 （二）、真實斷裂強度和靜力韌度 ? 韌性是材料的力學性能，是指材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，或指材料抵抗裂紋擴展的能力。 ? 靜力韌度：是靜拉伸時單位體積材料斷裂前所吸收的功。 其他加載方式下的力學性能 ? m a xm a x??? ??最大正應力最大切應力?α值越大，表示應力狀態(tài)越“軟”，金屬越易于產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂。 α值越小，表示應力狀態(tài)越“硬”，金屬越不易于產(chǎn)生塑性變形而易于產(chǎn)生脆性斷裂。 壓縮 ? 一、壓縮試驗的特點 ? (1) 單向壓縮試驗的應力狀態(tài)軟性系數(shù) α=2，比拉伸、扭轉、彎曲的應力狀態(tài)都軟，所以主要用于拉伸時呈脆性的金屬材料力學性能的測定。 ? (2) 拉伸時塑性很好的材料，在壓縮時只發(fā)生壓縮變形而不斷裂。 ? 對于接觸面處承受多向壓縮應力的機件，如滾動軸承、套圈與滾動體，常采用多向壓縮實驗。 材料變形破壞方式 二、壓縮試驗 ? 可測定的主要壓縮性能指標： ? 一、規(guī)定非比例壓縮應力 σpc ? 試樣標距段內的非比例壓縮變形達到規(guī)定的原始標距百分比時的應力，稱為規(guī)定非比例壓縮應力。 ? 二、抗壓強度 ? 單位試樣被壓至破壞過程中的最大應力 σbc 彎曲 ? 一、彎曲試驗的特點 ? 金屬桿狀試樣承受彎矩作用后，其內部應力主要為正應力，與單向拉伸和
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