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本章要点
材料的断裂简介
断裂的类型与断裂机理
断口特征与分析
裂纹形核扩展过程
断裂强度
断裂韧性
线弹性条件下的断裂——断裂韧度
断裂韧性的影响因素
工程领域的应用
冲击韧性
低温脆性
2
1. 材料的断裂
3
断裂的概述
断裂的定义 固体材料在力的作用下分成若干部分的现象
断裂的过程
裂纹形核 裂纹扩展 断裂
断裂的分类
宏观塑性变形分类 脆性断裂
韧性断裂
裂纹扩展途径分类 穿晶断裂
沿晶断裂
微观断裂机理分类 解理断裂
剪切断裂
4
断裂的类型
按宏观塑性变形程度
脆性断裂
基本不发生明显宏观塑性变形
没有明显预兆,突然发生
断口齐平光亮
韧性断裂
有明显宏观塑性变形
裂纹扩展缓慢,消耗大量变形能
断口呈灰暗色,纤维状
主要区别
断裂前所产生的应变大小
以断面收缩率5%作为界限
5
断裂的类型
按裂纹扩展途径
沿晶断裂
裂纹沿晶界扩展
晶界结合力较弱,有脆性第
二相、夹杂物、晶界损伤等
断口呈结晶状脆性断口
共价键晶体较为常见
穿晶断裂
裂纹沿晶内扩展
可能是脆断,也可能是韧断
离子键晶体较为常见
6
断裂的类型
按微观断裂机理
剪切断裂
切应力下滑移面分离引起的断裂
断口宏观形貌大多呈纤维状 韧性断裂通常是剪切断裂
断口微观形貌分布着大量的韧窝
机制——微孔形核、长大、聚合,最后断裂
微孔来源——夹杂物、第二相质点、气孔、微裂纹
7
断裂的类型
按微观断裂机理
解理断裂
正应力下原子结合键断裂引起的穿晶断裂
断口微观形貌有大量台阶汇成的河流花样 解理是脆性断裂
的微观机理之一
机制——裂纹与螺型位错相交形成台阶
其他机制——裂纹沿孪晶扩展形成舌状花样
8
断裂的类型
按微观断裂机理
解理断裂——河流花样
同号台阶汇合长大
异号台阶相互抵消
河流方向与裂纹扩展方向一致
准解理断裂 起源于晶内硬质点
河流纹不完全,局部有韧窝
9
断裂的类型
几种断裂类型小结
脆性断裂
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