【正文】 Ak是對材料的成分和組織敏感的力學性能指標。 γ鋼韌性最高，無明顯的 Tk ，低溫韌性好；低強度鐵素體鋼韌性次之，有明顯的 Tk ，低溫韌性差；高強度 M鋼韌性最差，即使室溫韌性好很低。 ⑴能量準則法 ?實驗證明，隨著溫度的上升，打斷試件所需的沖擊吸收功也顯著上升，可以用它來衡量材料的韌 脆轉變溫度。 ?一般認為，這種能量轉變主要取決于裂紋產生前和裂紋開始擴展時缺口根部的塑性變形值 : 當塑性變形較小時，需要較小的沖擊吸收功； 當塑性變形較大時，需要較大的沖擊吸收功； 鋼材韌性的評定方法 圖 334 沖擊試驗及其評定標準 沖擊吸收功 溫度（ ℃ ） ⑵斷口形貌準則法 ?以試件斷口形貌來衡量轉變溫度特性，稱為斷口形貌轉變溫度； ?是衡量開裂后裂紋擴展行為的標志，表示金屬由晶粒狀破壞向纖維狀剪切破壞的轉變： 在溫度較低時，試件具有擴展快、吸收功低的解理斷口； 在溫度較高時，試件具有擴展慢、吸收功高的剪切破壞斷口； 圖 334 沖擊試驗及其評定標準 斷口形貌法 溫度（ ℃ ） ⑶延性準則法 ?測量沖擊試件缺口根部厚度隨溫度的變化； ?隨溫度增加缺口根部的橫向收縮量或無缺口表面的橫向膨脹量； ?通常采用的轉變溫度微對應于 %的側向膨脹率。 圖 334 沖擊試驗及其評定標準 延性法 溫度（ ℃ ） 圖 系列沖擊試驗 防止焊接結構脆斷的設計原則 (1) 盡量減少應力集中 ① 焊縫位置 應在平滑過渡處； ② 選用應力集中小的 接頭形式 ③ 接頭形狀 應圓滑過渡 ； ④ 焊縫應 布置 在易焊易檢的位置； ⑤ 避免 焊縫過于密集； （ a）不可采用 （ b）可以采用 圖 337 尖角過渡和平滑過渡的接頭 （ a）不合理 （ b）合理 圖 338 封頭設計時合理與不合理的接頭 (a) 厚板雙面減薄 (b) 厚板單面減薄 (c) 填充材料過渡 圖 339 不同板厚接頭設計方案 圖 340 不易施焊的焊態(tài)部位舉例 不合理 合理 圖 341 避免焊縫密集的措施 不合理 合理 圖 342 避免焊縫交叉的措施 (2) 盡量減小結構剛度 ① 不采用 過厚截面 ； ② 結構重要部位 剛性過大 應開緩和槽。 圖 343 容器開緩和槽 (3)不采用過厚的截面 ? 厚度大，鋼材的轉變溫度高 ? 厚度大，晶粒粗 ? 厚度大，剛度大 ? 厚度大，易形成三軸應力狀態(tài) (4) 充分注意受力構件上的不重要焊縫 例如：船體、容器上的掛鉤、支架等。 原則： 能不焊就不焊 ！ 分析：不重要焊縫往往 不被重視 ，產生缺陷的可能性大！然而，這些缺陷又處在 受力構件上， 因而，導致受力 構件的低應力破壞。 (5) 充分考慮焊接殘余應力和變形的影響 在第二章已經(jīng)重點討論了 焊接殘余應力和變形的危害 。 重點從兩個方面理解： ①構成復雜應力場，導致 缺口效應 使材料 變脆 ，而 殘余應力 對 脆性材料 的靜載破壞是 有影響 的！ ② 角變形和錯邊 都會產生 附加彎矩 !使焊趾處的 應力集中程度加大 ！ 防止焊接結構脆斷的工藝措施 ? 結合 ，這里不再贅述 ! ? 主要是： ? 控制 應變時效 ； ? 防止產生 脆性組織 ； ? 控制 焊接缺陷 ； ? 控制 角變形及錯邊 ； ? 注意消除焊接 殘余應力 。 ，嚴格執(zhí)行制造工藝和質量要求 ? 用斷裂力學方法評定結構的安全性，重視質量監(jiān)督。 與焊接結構脆斷相關試驗 一、抗開裂性能試驗 ? ? ? ? 試件尺寸 ： 910 910 δ(板厚 ) 缺口尺寸： 5mm 注意： 焊前開缺口！ 適用： ① 靜載結構的熱應變脆化研究； ② 殘余應力的影響； ③角變形的影響； ④退火、預拉伸等。 wells寬板拉伸試驗的評定標準 ? 低碳鋼、 CMn鋼 以 510mm標距內，能產生 ％ ()的塑性變形，作為該試驗條件下的 抗開裂溫度 Ti 。 （英國造船業(yè)應用的標準） ? 高強鋼 以能夠達到 4εs 的試驗溫度作為該試驗條件下的 抗開裂溫度 Ti 。 特點： 更符合實際工況 ！試驗結果可直接用于指導結構設計。 四點彎曲法 ——是目前檢驗母材或焊接接頭抗脆性斷裂的重 要方法之一。 在動載下的裂紋張開位移法 ? 在一定程度上模擬了板材焊接殘余應力、焊縫缺陷、板厚效應等； ? 在一定程度上反映了加工硬化的影響； ? 可以反映出實際結構焊接接頭中裂紋的擴展方向。 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。 圖 斷裂分析圖 (1)不能定量評定脆性斷裂 (2)未考慮板厚的影響 缺點： ? 落錘實驗獲得的數(shù)據(jù)可建立斷裂分析圖； ? 表示許用應力、缺陷和溫度之間的關系曲線。 ? 簡稱 DT試驗； ? 由美國海軍研究所（ NRL）于 1962年開創(chuàng)的一種新型工程試驗方法； ? 適用于各種異性敏感的高強度鋼、超高強度鋼； ? 鋼的晶粒度、碳化物金相組織的大小和分布、鋼中 P,N,O等都對顯微裂紋的形成產生較大影響。