【正文】 板內(nèi)有一長(zhǎng)度為 2a，并垂直于 應(yīng)力的裂紋。 （ 1）韌窩形狀 等軸韌窩：正應(yīng)力 ⊥ 微孔平面時(shí)形成（拉伸試樣中心纖維區(qū)） 拉長(zhǎng)韌窩：扭轉(zhuǎn)、剪切或雙向不等應(yīng)力狀態(tài)時(shí)形成 撕裂韌窩：拉、彎應(yīng)力狀態(tài)時(shí)形成 （ 2）影響韌窩大小因素 基體材料的塑性變形能力和應(yīng)變硬化指數(shù) 第二相質(zhì)點(diǎn)的大小和密度 應(yīng)力大小和狀態(tài) 微觀上出現(xiàn)韌窩，宏觀上不一定是韌性斷裂。 63 四、微孔聚集斷裂機(jī)理和微觀斷口特征 斷裂機(jī)理 （ 1）微孔形核 點(diǎn)缺陷聚集；第二相質(zhì)點(diǎn)碎裂或脫落； 位錯(cuò)引起的應(yīng)力集中，不均勻塑性形變。 （ 2）舌狀花樣 解理裂紋沿孿晶界擴(kuò)展 留下的舌狀凹坑或凸臺(tái)。 解理斷裂：沿特定界面發(fā)生的脆性穿晶斷裂。 解理臺(tái)階：不同高度的解離面。 21m ax )2/)((rdif ??? ??（ 131） 位錯(cuò)塞積處的最大拉應(yīng)力： 59 柯垂耳用能量分析法導(dǎo)出裂紋擴(kuò)展的臨界條件為： σnb=2γs （ 134）（ 詳細(xì)內(nèi)容，見(jiàn)第四章 ） ∴ 晶粒細(xì)化，材料的脆性減小。（表 16， P24） fcc金屬一般不發(fā)生解理斷裂。 57 （三）純剪切斷裂、微孔聚集型斷裂和解理斷裂 (機(jī)理 ) （ 1）純剪切斷裂：金屬材料在切應(yīng)力作用下沿滑移面分離而 造成的分離斷裂。 例如： T↓↓ 、脆性 ↑ 。 （ 3）危害，不及脆性斷裂，斷裂前機(jī)件已變形失效。 （ 2）斷口特征 斷口呈纖維狀，灰暗色。 金屬的斷裂 斷裂：材料完全破斷為兩個(gè)部分以上的現(xiàn)象。 51 七、靜力韌度 韌性：材料斷裂前吸收塑性變形功和斷裂功的能力，或材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。 非長(zhǎng)形零件：用 Ψ，因?yàn)?Ψ反映了材料斷裂前的最大塑性變形 量，而 δ則不能顯示材料的最大塑性變形。 最大力下的總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比 δgt，實(shí)際上是金屬材料拉伸時(shí)產(chǎn)生的最大均勻塑性變形（工程應(yīng)變量） ∵ eB=ln(1+δgt) δgt對(duì)于評(píng)定沖壓用板材的成型能力非常有用（ 根據(jù) eB可求出硬化指數(shù) n ) %1 0 0L LL001 ????0L1L49 根據(jù) Ψ與 δ的相對(duì)大小，可以判斷是否存在縮頸現(xiàn)象： Ψδ金屬拉伸時(shí)產(chǎn)生縮頸；反之，不產(chǎn)生 (2) 斷面收縮率 (ψ):試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減 量與原始橫截面積的百分比。 (δ、 Ψ) (1)斷后伸長(zhǎng)率 (δ)：試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比。 ② 就是脆性材料的斷裂強(qiáng)度，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其許用應(yīng)力便以 σb為判據(jù)。 為了補(bǔ)償頸部徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力對(duì)軸向應(yīng)力的影響，求得仍然是均勻軸向應(yīng)力狀態(tài)下的真實(shí)應(yīng)力，以得到真實(shí)的應(yīng)力 應(yīng)變曲線，必須對(duì)頸部應(yīng)力進(jìn)行修正。所以，式 (120)中第一項(xiàng)為正值，表示材料應(yīng)變硬化使試樣承載能力增加，第二項(xiàng)為負(fù)值，表示試樣截面收縮使其承載能力下降。 由于 B點(diǎn)后試樣的斷裂是瞬間發(fā)生的，所以找出拉伸失穩(wěn)的臨界 條件，即縮頸判據(jù)，對(duì)于機(jī)件設(shè)計(jì)無(wú)疑是有益的。 縮頸現(xiàn)象和意義 （ 1） 縮頸現(xiàn)象： 43 在金屬試樣拉伸力 伸長(zhǎng)曲線極大值B點(diǎn)之前，塑性變形是均勻的，因?yàn)椴牧蠎?yīng)變硬化使試樣承載能力增加，可以補(bǔ)償因試樣截面減小使其承載力的下降。 n=1，理想彈性體 。 b）線性硬化階段：多系滑移 位借交互作用，形成割階、 面角位錯(cuò)、胞狀結(jié)構(gòu)等；位錯(cuò) 運(yùn)動(dòng)的阻力增大。 （ 2）使構(gòu)件具有一定的抗偶然過(guò)載能力。 （ 4）第二相 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的總阻力 釘扎常數(shù) 37 溫度： 溫度升高，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)容易， σs↓，但不同材料的 變化趨勢(shì)不一樣。 22( 1 )2211awbbPnGGee?????????? ????12Pn a G b??? ? a： 滑移面面間距ω：位錯(cuò)寬度 b：柏氏矢量 ρ ： 位錯(cuò)密度 α：比例系數(shù)（與晶體本性、位錯(cuò)結(jié)構(gòu)及分布有關(guān)） 平行位錯(cuò)間交互作用產(chǎn)生的阻力 運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)與林位錯(cuò)交互作用產(chǎn)生的阻力 位錯(cuò)交互作用產(chǎn)生的阻力 36 （ 3）晶粒大小和亞結(jié)構(gòu) 晶界是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙，要使相鄰晶粒中的位錯(cuò)源開(kāi)動(dòng)，必須加大外應(yīng)力。提高屈服強(qiáng)度，機(jī)件不易產(chǎn)生塑性變形；但過(guò)高，又不利于某些應(yīng)力集中部位的應(yīng)力重新分布，容易引起脆性斷裂。常用的 %時(shí)的應(yīng)力。 σs=Fs/A0, σsl=Fsl/A0 許多具有連續(xù)屈服特征的金屬材料，拉伸時(shí)看不到屈服現(xiàn)象，用 規(guī)定微量塑性伸長(zhǎng)應(yīng)力 表征材料對(duì)微量塑性變形的抗力。溶質(zhì)原子聚集在位錯(cuò)線的周?chē)?，形成柯氏氣團(tuán)。 29 （ 2）各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性 多晶體作為一個(gè)整體，不允許晶粒僅在一個(gè)滑移系中變形，否則將造成晶界開(kāi)裂。 （ 3）兩種變形機(jī)制的比較 滑移：相鄰部分滑動(dòng)，變形前后晶體內(nèi)部原子的 排列不發(fā)生變化。 晶體結(jié)構(gòu)的影響較大， fcc＞ bcc＞ hcp 滑移的臨界分切應(yīng)力： τ=(P/A)cosφcosλ φ— 外應(yīng)力與滑移面法線的夾角； λ— 外應(yīng)力與滑移向的夾角； Ω= cosφcosλ 稱(chēng)為取向因子。 孿生：重要的變形機(jī)制，一般發(fā)生在低溫形變或快速形 變時(shí)。 塑性：材料受力，應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，仍能繼續(xù)變形 而不發(fā)生斷裂的性質(zhì)。 24 包申格效應(yīng)的危害及防止方法 危害： 交變載荷情況下，顯示循環(huán)軟化（強(qiáng)度極限下降） 防止： 預(yù)先進(jìn)行較大的塑性變形，或在第二次反向受力前，先使金屬材料回復(fù)或再結(jié)晶退火。 23 4. 意義 如果金屬材料預(yù)先經(jīng)受大量塑性變形，因位錯(cuò)增殖和難于重新分布，則在隨后反向加載時(shí)，包申格應(yīng)變等于零。 在圖 18中， b點(diǎn)為拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線上給定的流變應(yīng)力， c點(diǎn)為壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線上給定的同樣流變應(yīng)力， β＝ bc即為包申格應(yīng)變。 20 六、包申格效應(yīng) 定義 材料經(jīng)過(guò)預(yù)先加載并產(chǎn)生少量塑性變形 (1%~4%)， 卸載后，再同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增加，反向加載規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為包 申格效應(yīng)。這部分被金屬吸收的功，稱(chēng)為內(nèi)耗。 (4) 危害：長(zhǎng)期承載的傳感器，影響精度。 ⑵ 產(chǎn)生原因：可能與金屬中點(diǎn)缺陷的移動(dòng)有關(guān)。 E221 2eeee???? ??式中 , —— 彈性比