1.低温脆性; 韧性脆性转变温度。
力学仪器
体心立方或一些密堆积的六方晶态金属和合金,尤其是工程中常用的中低强度结构钢,当测试温度低于一定温度tk(韧性脆变温度)时,材料会从 韧性状态在脆性状态下,冲击吸收能显着下降。 断裂机使微孔的积累变成跨晶分裂,并且断裂特性从纤维变为晶体,这是低温脆性。
2.解释低温脆性的物理性质及其影响因素。
在延性-脆性转变温度以下,断裂强度低于屈服强度,并且材料在低温下处于脆性状态。
A.晶体结构的影响
体心立方金属及其合金具有低温脆性,而面心立方金属及其合金通常不具有低温脆性。 体心立方金属的低温脆性可能与延缓屈服现象密切相关。
B.化学成分的影响:间隙溶质元素的含量增加,高阶能量减少,韧性脆性转变温度增加。
C.微观结构的影响:细化晶粒和组织可以增加材料的韧性。
D.温度的影响:比较复杂,在一定温度范围内会出现脆性(蓝色脆性)
E.加载速率的影响:提高加载速率就像调低温度,增加材料的脆性和提高韧性-脆性转变温度一样。
F.样品形状和大小的影响:缺口曲率半径越小,tk越高
3.细化晶粒以提高韧性的原因?
力学拓展:材料的冲击韧性和低温脆性
晶界是抗裂纹扩展的能力。 减少晶界前的位错数量有利于降低应力集中; 晶界总面积的增加降低了晶界上的杂质浓度,避免了沿晶的脆性断裂。
材料的断裂韧性
1.低应力脆性断裂;
当工作应力不高甚至远远低于屈服时,大型机械零件通常会发生脆性断裂。 这就是所谓的低应力脆性断裂。
2.解释以下符号的名称和含义:KIc; JIc; GIc; δc。
KIC(裂纹体中裂纹尖处的应力-应变场强度因子)是平面应变断裂韧性,表示材料在平面应变状态下抵抗裂纹扩展的不稳定性的能力。
JIc(裂纹端区域的应变能)也称为断裂韧性,但它表示材料抵抗裂纹扩展的能力。
GIc代表当材料防止裂纹扩展不稳定性时每单位面积消耗的能量。
δc(裂纹开口位移)也称为材料的断裂韧性,它表示材料防止裂纹开始扩展的能力。
3.解释KI和KIc之间的异同。 力学仪器
KI和KIC是两个不同的概念。 KI是一个机械参数,表示裂纹体中裂纹端处的应力和应变场的强度。 它由施加的应力,样品大小和裂纹类型决定,与材料无关。 但是,KIC是材料的机械性能指标,它由内部因素(例如材料的成分和组织结构)决定,与外部因素(例如外部应力和样本量)无关。
KⅠ和KIC之间的关系与σ和σs之间的关系相同。 KⅠ和σ均为力学参数,而KIC和σs均为材料的力学性能。