材料的力學(xué)性能(7)(參考版)
2024-10-21 16:22本頁面
【正文】 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 。 ? 晶粒細化既提高了材料的強度 ， 又提高了它的塑性和韌性 。 ? (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(shù)目較少 ， 相應(yīng)的應(yīng)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(zhuǎn)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(chǎn)不產(chǎn)生失穩(wěn)擴展的關(guān)鍵 。 ?合金元素的影響比較復(fù)雜，鎳、錳以固溶狀態(tài)存在，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度，這可能與下列因素有關(guān)，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。 ? 鋼中的氧、氮、磷、硫、砷、銻和錫等雜質(zhì)對韌性也是不利的。 ? 體心立方晶格的金屬 ， 如鐵 、 鉻 、 鎢和普通鋼材 ，韌脆轉(zhuǎn)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 。 ? 材料的微觀結(jié)構(gòu)的影響 ? 影響韌性 脆性轉(zhuǎn)變的組織因素很多 ， 也比較復(fù)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 。 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 。 ? 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 。 ? 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 。 ? α 值愈小 ， 則相反 ， 愈易傾向脆性斷裂 。 ? 切應(yīng)力促進塑性變形，對塑性韌性有利；拉應(yīng)力促進斷裂，不利于塑性和韌性。 ? 構(gòu)件或材料是韌性或脆性狀態(tài)，取決材料本身的組織結(jié)構(gòu)，還取決于應(yīng)力狀態(tài)，溫度和加載速率等因素，并不是固定不變的，而是可以互相轉(zhuǎn)化的。 脆性 —韌性轉(zhuǎn)變 ? 工程上總是希望構(gòu)件在韌性狀態(tài)下工作，避免危險的脆性斷裂。 ? （ 2） 第二相粒子 , 鋼的塑性下降；硫化物比碳化物的影響要明顯得多 。 ? 相反地 ， 如果基體的形變強化指數(shù)小 ， 則變形容易局部化 ， 較易出現(xiàn)快速剪切裂開 。 此外 ,多向拉應(yīng)力促使材料處于脆性狀態(tài) ， 也容易產(chǎn)生剪切斷開 。 ?目前 , 快速剪切裂開的認識還不夠深入 ， 但知道應(yīng)變強化指數(shù)低的材料容易產(chǎn)生剪切裂開 。 另一種聚合模式是裂紋尖端與微孔 、 或微孔與微孔之間產(chǎn)生了局部滑移 ， 由于這種局部的應(yīng)變量大 ， 產(chǎn)生了快速剪切裂開 。 ? 微孔成核并逐漸長大 ， 有兩種不同的聚合模式 。 ? 第二相粒子分為兩大類 ， ? 一類是夾雜物 ， 如鋼中的硫化物 ， 在不大的應(yīng)力作用下便與基體脫開或本身裂開而形成微孔； ? 另一類是強化相 ， 如鋼中的彌散的碳化物 ， 合金中的彌散的強化相 ,它們本身比較堅實 ， 與基體結(jié)合比較牢固 ， 是位錯塞積引起的應(yīng)力集中或在高應(yīng)變條件下 ， 第二相與基體塑性變形不協(xié)調(diào)而萌生微孔的 。 ? 在正應(yīng)力作用下，韌窩是等軸形的； ? 在扭轉(zhuǎn)載荷作用下，韌窩被拉長為橢圓形。 ? 一般情況下 ， 宏觀斷裂是韌性的 ， 斷口的宏觀
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