1.低溫脆性; 韌性脆性轉變溫度。
力學儀器
體心立方或一些密堆積的六方晶態(tài)金屬和合金,尤其是工程中常用的中低強度結構鋼,當測試溫度低于一定溫度tk(韌性脆變溫度)時,材料會從 韌性狀態(tài)在脆性狀態(tài)下,沖擊吸收能顯著下降。 斷裂機使微孔的積累變成跨晶分裂,并且斷裂特性從纖維變?yōu)榫w,這是低溫脆性。
2.解釋低溫脆性的物理性質及其影響因素。
在延性-脆性轉變溫度以下,斷裂強度低于屈服強度,并且材料在低溫下處于脆性狀態(tài)。
A.晶體結構的影響
體心立方金屬及其合金具有低溫脆性,而面心立方金屬及其合金通常不具有低溫脆性。 體心立方金屬的低溫脆性可能與延緩屈服現(xiàn)象密切相關。
B.化學成分的影響:間隙溶質元素的含量增加,高階能量減少,韌性脆性轉變溫度增加。
C.微觀結構的影響:細化晶粒和組織可以增加材料的韌性。
D.溫度的影響:比較復雜,在一定溫度范圍內會出現(xiàn)脆性(藍色脆性)
E.加載速率的影響:提高加載速率就像調低溫度,增加材料的脆性和提高韌性-脆性轉變溫度一樣。
F.樣品形狀和大小的影響:缺口曲率半徑越小,tk越高
3.細化晶粒以提高韌性的原因?
力學拓展:材料的沖擊韌性和低溫脆性
晶界是抗裂紋擴展的能力。 減少晶界前的位錯數(shù)量有利于降低應力集中; 晶界總面積的增加降低了晶界上的雜質濃度,避免了沿晶的脆性斷裂。
材料的斷裂韌性
1.低應力脆性斷裂;
當工作應力不高甚至遠遠低于屈服時,大型機械零件通常會發(fā)生脆性斷裂。 這就是所謂的低應力脆性斷裂。
2.解釋以下符號的名稱和含義:KIc; JIc; GIc; δc。
KIC(裂紋體中裂紋尖處的應力-應變場強度因子)是平面應變斷裂韌性,表示材料在平面應變狀態(tài)下抵抗裂紋擴展的不穩(wěn)定性的能力。
JIc(裂紋端區(qū)域的應變能)也稱為斷裂韌性,但它表示材料抵抗裂紋擴展的能力。
GIc代表當材料防止裂紋擴展不穩(wěn)定性時每單位面積消耗的能量。
δc(裂紋開口位移)也稱為材料的斷裂韌性,它表示材料防止裂紋開始擴展的能力。
3.解釋KI和KIc之間的異同。 力學儀器
KI和KIC是兩個不同的概念。 KI是一個機械參數(shù),表示裂紋體中裂紋端處的應力和應變場的強度。 它由施加的應力,樣品大小和裂紋類型決定,與材料無關。 但是,KIC是材料的機械性能指標,它由內部因素(例如材料的成分和組織結構)決定,與外部因素(例如外部應力和樣本量)無關。
KⅠ和KIC之間的關系與σ和σs之間的關系相同。 KⅠ和σ均為力學參數(shù),而KIC和σs均為材料的力學性能。