金屬的斷裂ppt課件-在線瀏覽
2025-06-24 03:48本頁(yè)面
【正文】 后斷裂。 特點(diǎn)：① 裂口生成、發(fā)展均很慢 斷裂前能產(chǎn)生顯著的塑性變形 ② 斷口粗糙、無光澤，呈暗 灰色纖維狀 電子顯微鏡下可看到韌窩、撕裂嶺 韌性斷裂的斷口具體表現(xiàn)形式有： 低塑性材料：切變斷裂 斷口 ∥ τmax 斷裂面即是滑移面 如：密排六方的金屬單晶 高塑性材料：拉縮成一點(diǎn)斷開 如： Au、 Pb、 Fe等單晶體 一般塑性材料：斷口呈杯錐狀 杯錐狀斷口 雙杯錐狀斷口 鋼與合金 純金屬斷口 韌性斷裂主要表現(xiàn)為穿晶斷裂 裂縫的生成和發(fā)展 一．理論斷裂強(qiáng)度 概念：理想晶體在正應(yīng)力作用下沿某一原子 面被拉斷時(shí)的斷裂強(qiáng)度 主要取決于原子間 結(jié)合力對(duì)斷裂的抗力 X＜ ac時(shí)，隨外力 ↑(X↑)，結(jié)合力 ↑ X＞ ac時(shí)，隨外力 ↑(X↑)，結(jié)合力 ↓→ 0 最后導(dǎo)致斷裂 X＝ ac時(shí)，原子間結(jié)合力最大 σm X ac 原子間作用力與原子間距 (X)的關(guān)系 σm 當(dāng)外力 P 使得 σ＞ σm時(shí)，導(dǎo)致晶體斷裂 稱 σm為理論斷裂強(qiáng)度 σm 的估算公式： σm= (E Griffith認(rèn)為，對(duì)于一定尺寸的裂口存在一個(gè)臨界應(yīng)力值 σc 當(dāng) σ＜ σc時(shí)，裂口不能擴(kuò)大 當(dāng) σ＞ σc時(shí)，裂口迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致斷裂 ２． Griffith公式 (臨界應(yīng)力公式 ) 設(shè)有一塊薄板，厚度 =1個(gè)單位，內(nèi)有 一橢圓形裂口，小裂口長(zhǎng)度為 2c 薄板受均勻的拉應(yīng)力 σ作用 e —— 裂口擴(kuò)展所需的能 e = e1+ e2 e1 —— 裂口擴(kuò)展所降低的彈性能 e2 —— 裂口擴(kuò)展所增加的表面能 e1=單位體積彈性能 裂口總體積 裂口所松馳的彈性能可近似看作形成直徑為 2c 的無應(yīng) 力區(qū)域所釋放的能量 粗略估計(jì)值： e1 ≈ － 1/2σ但此時(shí)裂口還不能 擴(kuò)展，只有當(dāng)應(yīng)力達(dá)到 σf 時(shí)才造 成斷裂 —— 韌性斷裂 當(dāng)溫度 t＜ tk 時(shí)， σf＜ σs ，材 料先達(dá)到 σf，但此時(shí)并不發(fā) 生斷裂，因?yàn)榇藭r(shí)材料中并 無裂口。 因此，軟性系數(shù)值越大越易發(fā)生韌性斷裂 采用如下公式計(jì)算 τmax和 σmax τmax = (σ1－ σ3)/2 σmax = σ1－ υ(σ2＋ σ3) 取 υ= 得到：三向等拉伸 α=0 單向拉伸 α= 扭轉(zhuǎn) α= 單向壓縮 α=2 三向不等壓縮 α= ∞ 壓應(yīng)力 ↑ α↑—— 韌斷 一般 α＞ 軟應(yīng)力狀態(tài) 韌性斷裂
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