材料力學(xué)性能教學(xué)課件ppt材料在沖擊載荷下的力學(xué)性能-文庫吧資料
2024-12-14 10:06本頁面
【正文】 到船身上長長的焊縫 第三節(jié) 低溫脆性 22 ? 挑戰(zhàn)者號失事了！ ? 爆炸后的碎片在發(fā)射東南方30km處散落了 1h之久，價(jià)值12億美元的航天飛機(jī)，頃刻化為烏有， 7名機(jī)組人員全部遇難。船在冰水中撞擊冰山而裂開時(shí)，脆性的焊縫無異于一條300英尺長的大拉鏈，使船體產(chǎn)生很長的裂紋，海水大量涌入使船迅速沉沒。 ? Gannon 的文章指出，在水線上下都由 10 張30 英尺長的高含硫量脆性鋼板焊接成 300英尺的船體。 ? 近代船用鋼板的沖擊試樣則具有相當(dāng)好的韌性。 ? 由于早年的 Titanic 號采用了含 硫高的鋼板，韌性很差 ，特別是在低溫呈脆性。 ? 1985年以后，探險(xiǎn)家們數(shù)次深潛到 12,612英尺深的海底研究沉船，起出遺物。如低碳鋼為體心立方金屬，有低溫脆性；而奧氏體鋼為面心立方金屬，無低溫脆性。 ?低溫脆性實(shí)質(zhì)為溫度下降，屈服強(qiáng)度急劇增加。 ?所以碳含量正好為 %的鋼就叫做共析鋼，它的組織結(jié)構(gòu)是珠光體。 ?也就是說這種特定比例下的滲碳體和鐵素體，在發(fā)生相變時(shí)，如果消失兩者同時(shí)消失，如果出現(xiàn)則兩者同時(shí)出現(xiàn)，在這一點(diǎn)上這種組織與純金屬的相變類似。 沖擊斷口 沖擊斷口形貌示意圖 17 ?一、低溫脆性現(xiàn)象 ?定義 ： ?體心立方晶體金屬及合金或某些密排六方晶體金屬及其合金，特別是工程上常用的中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（鐵素體 —— 珠光體鋼）， 在試驗(yàn)溫度低于某一溫度 tk時(shí)，會由韌性狀態(tài)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊吸收功明顯下降 ， 斷裂機(jī)理由微孔聚集型變?yōu)榇┚Ы饫?， 斷口特征由纖維狀變?yōu)榻Y(jié)晶狀 ，這就是 低溫脆性 。 PGY Pmax PF PD 位移 載荷 沖擊斷裂過程 16 ?沖擊斷口包含纖維區(qū)、放射區(qū)、剪切唇三個(gè)區(qū)。 PGY Pmax PF PD 位移 載荷 15 ?載荷達(dá)到 PF后，裂紋迅速以解理斷裂方式快速擴(kuò)展，在材料中形成“放射形結(jié)晶狀區(qū)”；這時(shí)材料承載面積迅速減小，載荷也迅速降低到 PD。只能作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用。然而它們都具有良好的韌性，都可以作為活塞連桿材料使用。 第二節(jié) 沖擊彎曲和沖擊韌性 13 ?沖擊韌性的應(yīng)用： 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，參考價(jià)值 ?舉例： 調(diào)質(zhì)處理的 45＃ 鋼 Ak＝ 78J/cm2，而球墨鑄鐵 Ak＝ 15J/cm2。 ?通過測量沖擊吸收功和對樣品進(jìn)行斷口分析，可揭示原料中的夾渣、氣泡、嚴(yán)重分層、偏析以及夾雜物超級等冶金缺陷；檢查過熱、過燒、回火脆性等鍛造或熱處理缺陷。 ?通常試驗(yàn)時(shí)，這些功消耗可以忽略不計(jì)，但當(dāng)擺錘軸線與缺口中心線不一致時(shí)，上述功消耗較大，不同試驗(yàn)機(jī)上測得的 Ak值相差 1030%。 10 第二節(jié) 沖擊彎曲和沖擊韌性 ?測量鐵球或工具鋼等脆性材料的沖擊吸收功，常采用10mm 10mm 55mm的無缺口沖擊試樣。 ?現(xiàn)在我國國家標(biāo)準(zhǔn)則融合梅氏和夏氏兩種類型為一體，分別成為夏比（ Charpy） U形缺口試樣和夏比 V形缺口試樣。 ?釋放擺錘沖斷試樣，擺錘的剩余能量為 mgH2，則
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