金屬的斷裂ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-13 03:48本頁(yè)面
【正文】 e1 = － πc2σ2/E e2 = 單位面積表面能 裂口總面積 = 4cγ e = 4cγ － πc2σ2/E 討論 c＜ ck c↑、 e↑ c＞ ck c↑、 e↓ ck：裂口擴(kuò)展臨界長(zhǎng)度 裂口傳播的條件 裂口的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于能量 e = e1+ e2 的極大值，裂口 就可自發(fā)的擴(kuò)展 emax de/dc=0 4γ－ 2πσ2c/E=0 裂口傳播的臨界拉應(yīng)力為： σc= (2Eγ/πc)1/2 ≈ (Eγ/c)1/2 Griffith公式 σ＞ σc 時(shí)，裂口才能擴(kuò)展 c↑、 σc ↓ 裂口長(zhǎng)度越大，所需臨界應(yīng)力越小 Griffith理論較適合于非晶體和脆性材料 該理論的不完善性：未能反映塑性變形在 斷裂中的作用 GriffithOrowan修正公式： σc= {E(γ+ γ p)/c}1/2 ≈ (Eγp/c)1/2 γ p ：裂縫擴(kuò)展時(shí)單位面積所需的塑性功 γ＜＜ γ p ， γ可忽略不計(jì) 三．裂口形核機(jī)理 基本思想： 位錯(cuò)理論 在外力作用下，刃型位錯(cuò)的合并可構(gòu)成裂口的 胚芽 幾種具體機(jī)理： 1．位錯(cuò)塞積機(jī)理 位錯(cuò)沿某一滑移面移動(dòng)受阻，在障礙物前塞 積，產(chǎn)生極大的應(yīng)力集中，形成裂口 2．位錯(cuò)反應(yīng)機(jī)理 二位錯(cuò)發(fā)生反應(yīng)生成不易移動(dòng)的新位錯(cuò)， 使位錯(cuò)塞積，產(chǎn)生大的應(yīng)力集中，形成裂口 3．位錯(cuò)消毀機(jī)理 在兩個(gè)滑移面間距 h＜ 10個(gè)原子層的滑移面 上，有著不同號(hào)的刃型位錯(cuò)，在切應(yīng)力作用下， 它們相遇、相消，產(chǎn)生孔穴，剩余的同號(hào)刃型 位錯(cuò)進(jìn)入穴中，造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，形成裂口 4．位錯(cuò)墻側(cè)移機(jī)理 由于位錯(cuò)墻一部分側(cè)移，使滑移面產(chǎn)生彎 折，形成裂口 結(jié)論： 刃型位錯(cuò)合并、堆積 →應(yīng)力 集中 →斷裂源 →達(dá)到 σc條件 →裂口擴(kuò)展 →脆斷 韌性斷裂的裂口形成與發(fā)展 一．韌性斷裂的形成過(guò)程 均勻拉伸 產(chǎn)生細(xì)頸 在三向拉應(yīng)力 微孔合并長(zhǎng)大 作用下產(chǎn)生微孔 形成小裂口 裂口沿垂直于拉 伸方向擴(kuò)展，接 近表面 沿 τmax 方向斷裂 形成杯錐狀 ↑ ↓ 二．微孔的形成 研究表明，微孔主要在析出物、夾雜物等第二相 粒子的地方形成 產(chǎn)生微孔的機(jī)理 1．雜質(zhì)與基體界面發(fā)生剝離 這是由變形不協(xié)調(diào)產(chǎn)生的 雜質(zhì)引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，產(chǎn)生 微孔 2．雜質(zhì)本身的破碎 3．因位錯(cuò)塞積，造成應(yīng)力集中，形成微裂紋 三．裂口的發(fā)展與修復(fù) 裂口的發(fā)展過(guò)程：亞顯微破壞
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