材料的力學性能(7)-資料下載頁
2024-10-18 16:22本頁面
【正文】 易開裂 ， 即愈易處于韌性狀態(tài) 。 ? α 值愈小 ， 則相反 ， 愈易傾向脆性斷裂 。 佛里德曼 (Фридман) 力學狀態(tài)圖 00三向不等拉伸? 0. 5單向拉伸? = 0. 5扭轉? =0. 8單向壓縮? =2側壓? 2?s?K?sk = ?s 溫度和加載速率的影響 ? 表面能 γ 和彈性模量 E是決定斷裂強度的主要因素 。 ? 溫度對表面能 γ 和彈性模量 E的影響不大 ， 所以對斷裂強度影響不大 。 ? 溫度對屈服強度影響很大 ， 主要是因為溫度有助于激活 FR位錯源 ， 有利于位錯運動 ， 使滑移易于進行 。 ? 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 。 但低于某一溫度 ， 位錯源激活受阻 ，難以產生塑性變形 ， 斷裂便可能變?yōu)榇嘈缘牧?。 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 。 ? 加載速率提高 ， 則相對形變速率增加 ，相對形變速率超過某一限度 (如 101／ s)會限制塑性變形發(fā)展 ， 使塑性變形極不均勻 ， 結果變形抗力提高了 ， 并在局部高應力區(qū)形成裂紋 。 ? 材料的微觀結構的影響 ? 影響韌性 脆性轉變的組織因素很多 ， 也比較復雜 ， 主要有： ? (1)晶格類型的影響 ? 面心立方晶格金屬塑性 、 韌性好 ， 體心立方和密排六方金屬的塑性 、 韌性較差 。 ? 面心立方晶格的金屬 ， 如銅 、 鋁 、 奧氏體鋼 ， 一般不出現解理斷裂而處于韌性狀態(tài) ， 也沒有韌 脆轉變 ， 其韌性可以維持到低溫 。 ? 體心立方晶格的金屬 ， 如鐵 、 鉻 、 鎢和普通鋼材 ，韌脆轉變受溫度及加載速率的影響很大 ， 因為在低溫和高加載速率下 ， 它們易發(fā)生孿晶 ， 也容易激發(fā)解理斷裂 。 ? (2)成分的影響 鋼中含碳量增加，塑性變形抗力增加，不僅沖擊韌性降低，而且韌脆轉變溫度明顯提高，轉變的溫度范圍也加寬了。 ? 鋼中的氧、氮、磷、硫、砷、銻和錫等雜質對韌性也是不利的。磷降低裂紋表面能，硅可限制交滑移，促進出現孿生，都起著提高韌 脆轉變溫度的不利作用。 ?合金元素的影響比較復雜，鎳、錳以固溶狀態(tài)存在，降低韌脆轉變溫度，這可能與下列因素有關，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，減少了它們對位錯運動的釘扎作用。 ?在鋼中形成化合物的合金元素，如鉻、鉬、鈦等，是通過細化晶粒和形成第二相質點來響韌脆轉變溫度的，它和熱處理后的組織密切相關。 ? (3)晶粒大小的影響 ? 晶粒細 ， 滑移距離短 ， 在障礙物前塞積的位錯數目較少 ， 相應的應力集中較小 ， 而且由于相鄰晶粒取向不同 ， 裂紋越過晶界有轉折 ， 需要消耗更多的能量； ? 晶界對裂紋擴展有阻礙作用 ， 裂紋能否越過晶界 ，往往是產不產生失穩(wěn)擴展的關鍵 。 晶粒越細 ， 則晶界越多 ， 阻礙作用越大 。 ? 晶粒細化既提高了材料的強度 ， 又提高了它的塑性和韌性 。 ? 形變強化 、 固溶強化 。 彌散強化 (沉淀強化 )等方法 ，在提高材料強度的同時 ， 總要降低一些塑性和韌性 。
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