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脆性斷裂,什么是脆性斷裂和韌性斷裂

來源:整理 時(shí)間:2023-08-23 09:50:21 編輯:智能門戶 手機(jī)版

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1,什么是脆性斷裂和韌性斷裂

若斷裂前發(fā)生了較明顯的塑性變形,這樣的斷裂稱為韌性斷裂。若斷裂前未發(fā)生較明顯的塑性變形,這樣的斷裂稱為脆性斷裂。

什么是脆性斷裂和韌性斷裂

2,什么是脆性斷裂和韌性斷裂

脆性斷裂:構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂。斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無縮頸,容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。材料的脆性是引起構(gòu)件脆斷的重要原因。 構(gòu)韌性斷裂:構(gòu)件經(jīng)過大量變形后發(fā)生的斷裂。主要條件是超過工作壓力,主要特征是發(fā)生了明顯的宏觀塑性變形,且產(chǎn)生延性斷裂。如桿件的過量伸長(zhǎng)或彎曲、容器的過量鼓脹。斷口的尺寸比原始尺寸也明顯變化。

什么是脆性斷裂和韌性斷裂

3,脆性斷裂的介紹

構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂。斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無縮頸,容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。材料的脆性是引起構(gòu)件脆斷的重要原因。

脆性斷裂的介紹

4,什么是脆性斷裂

脆性斷裂是指構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂。斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無縮頸,容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。材料的脆性是引起構(gòu)件脆斷的重要原因。脆性斷裂一般發(fā)生在高強(qiáng)度或低延展性、低韌性的金屬和合金上。另一方面,即使金屬有較好的延展性,在下列情況下,也會(huì)發(fā)生脆性斷裂,如低溫,厚截面,高應(yīng)變率(如沖擊),或是有缺陷。脆性斷裂引起材料失效一般是因?yàn)闆_擊,而非過載。經(jīng)長(zhǎng)期研究,人們認(rèn)識(shí)到,過去我們把材料看做毫無缺陷的連續(xù)均勻介質(zhì)是不對(duì)的。材料內(nèi)部在冶煉、軋制、熱處理等各種制造過程中不可避免地產(chǎn)生某種微裂紋,而且在無損探傷檢驗(yàn)時(shí)又沒有被發(fā)現(xiàn)。那么,在使用過程中,由于應(yīng)力集中、疲勞、腐蝕等原因,裂紋會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。當(dāng)裂紋尺寸達(dá)到臨界尺寸時(shí),就會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷的事故。

5,根據(jù)斷裂力學(xué)的觀點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂的機(jī)理是什么如何防止鋼結(jié)構(gòu)

根據(jù)斷裂力學(xué)的觀點(diǎn),任何材料內(nèi)部都是有缺陷的,衡量鋼結(jié)構(gòu)是否發(fā)生脆性斷裂的標(biāo)志不僅僅是應(yīng)力大小,還有缺陷和裂紋的大小,比如在線彈性斷裂力學(xué)中可以用應(yīng)力強(qiáng)度因子來衡量,它綜合考慮了應(yīng)力和裂紋大小的影響。隨著裂紋的增長(zhǎng)應(yīng)力強(qiáng)度因子變大,當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí)就發(fā)生脆性斷裂,這個(gè)臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子就叫斷裂韌度。 為了防止鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂應(yīng)減少應(yīng)力集中,提高材料韌性,采用冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法。

6,韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別為什么脆性斷裂更加危險(xiǎn)

韌性斷裂與脆性斷裂在定義、變形特征、斷口尺寸、斷口外貌四方面有所區(qū)別。脆性斷裂更加危險(xiǎn),是由于脆性斷裂時(shí)會(huì)有構(gòu)件碎片飛濺的可能。一、區(qū)別如下:1、定義不同:韌性斷裂是指構(gòu)件經(jīng)過大量變形后發(fā)生的斷裂,而脆性斷裂是指構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂。2、變形特征不同:韌性斷裂:發(fā)生了明顯的宏觀塑性變形(不包括壓縮失穩(wěn)),如桿件的過量伸長(zhǎng)或彎曲、容器的過量鼓脹。脆性斷裂:斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無縮頸,容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄。3、斷口尺寸不同:韌性斷裂:斷口的尺寸(如直徑、厚度)比原始尺寸明顯變化。脆性斷裂:斷口尺寸與原尺寸相比幾乎無變化。4、斷口外貌不同:韌性斷裂:斷口一般能尋見纖維區(qū)和剪唇區(qū)。斷口尺度較大時(shí)還出現(xiàn)放射形及人字形山脊?fàn)罨y。形成纖維區(qū)斷口的斷裂機(jī)制一般是“微孔聚合”,在電子顯微鏡中呈韌窩狀花樣。脆性斷裂:斷口“呈結(jié)晶狀”,有金屬光澤,斷口與主應(yīng)力垂直,也即與構(gòu)件表面垂直,斷口平齊。二、脆性斷裂更加危險(xiǎn),因?yàn)榇嘈詳嗔训臉?gòu)件常形成碎片。構(gòu)件碎片在斷裂時(shí)會(huì)飛濺,有可能會(huì)對(duì)周圍人或者事物造成一定程度的破壞,而韌性斷裂不會(huì)存在該問題。參考資料來源:百度百科-韌性斷裂參考資來來源:百度百科-脆性斷裂

7,什么是脆性破裂

在脆性域內(nèi)巖石受壓縮條件下的破裂過程分為四個(gè)階段:①巖石內(nèi)裂隙閉合階段,巖石載荷導(dǎo)致巖石內(nèi)原有微裂隙閉合,應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈上凹形態(tài),巖石收縮(圖2-4-2中擴(kuò)容為負(fù)值);②彈性變形階段,巖石載荷發(fā)生顆粒和孔隙變形,應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈線性關(guān)系,這基本上是一種可逆過程;③微裂隙生長(zhǎng)及巖石擴(kuò)容階段,應(yīng)力超過彈性極限之后,應(yīng)力-應(yīng)變開始出現(xiàn)非線性特點(diǎn)。應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力(τy)水平,巖石繼續(xù)載荷引起微裂隙穩(wěn)定擴(kuò)展,致使巖石擴(kuò)容,同時(shí)伴有顆粒微應(yīng)變。單個(gè)微裂隙的長(zhǎng)軸方向有朝平行最大主應(yīng)力發(fā)展的趨勢(shì),而且基本上是張性裂隙。應(yīng)力超過屈服應(yīng)力繼續(xù)升高,出現(xiàn)應(yīng)變硬化,摩擦剪切強(qiáng)度發(fā)生變化。應(yīng)力達(dá)到極限應(yīng)力(τp),應(yīng)變硬化隨之消除,巖石擴(kuò)容達(dá)到極大值(圖2-4-2 b中擴(kuò)容為正值)。在這一階段,聲發(fā)射現(xiàn)象驟增,彈性波速減小以及其它變化表明,變形已明顯偏離理想彈性;④宏觀破裂形成、發(fā)展階段,應(yīng)力超過極限應(yīng)力之后,應(yīng)力下降出現(xiàn)應(yīng)變軟化,剪切強(qiáng)度逐漸減小,直到巖石里最終可見的宏觀破裂。應(yīng)力下降到接近剩余應(yīng)力(τr)水平,應(yīng)變軟化隨之消失,巖石擴(kuò)容減至最小,巖石破壞。在這一階段,在有些情況下,出現(xiàn)與主壓應(yīng)力方向平行的張破裂;在更多情況下,出現(xiàn)與主壓應(yīng)力斜交的剪破裂,它們由沿潛在的剪切面排列的張性微破裂發(fā)展而成。

8,脆性破裂產(chǎn)生的原因是

問題一:鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞的主要原因是什么? 脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。①過載斷裂:由于過載,鋼材強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的斷裂。這種斷裂破壞發(fā)生的速度通常極高(可高達(dá)2 100 m/s),后果極其嚴(yán)重.在鋼結(jié)構(gòu)中,過載斷裂只出現(xiàn)在高強(qiáng)鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構(gòu)件。②非過載斷裂:塑性很好的鋼構(gòu)件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。③應(yīng)力腐蝕斷裂:在腐蝕性環(huán)境中承受靜力或準(zhǔn)靜力荷載作用的結(jié)構(gòu),在遠(yuǎn)低于屈服極限的應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的斷裂破壞稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結(jié)果。一般認(rèn)為,強(qiáng)度越高則對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂越敏感。而對(duì)于常見碳鋼和低合金鋼而言,屈服強(qiáng)度大于700 MPa時(shí),才表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂的敏感性.④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下,裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質(zhì)的作用,會(huì)對(duì)構(gòu)件的疲勞壽命產(chǎn)生更顯著的不利影響。近年來,由于海洋工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展,腐蝕疲勞已經(jīng)成為疲勞研究的一個(gè)重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環(huán)周數(shù)在10以上者稱為高周疲勞,屬于鋼結(jié)構(gòu)中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數(shù)只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應(yīng)變.典型的低周疲勞破壞往往產(chǎn)生于強(qiáng)烈地震作用下。⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導(dǎo)致斷裂。焊條在使用前需要烘干,就是為了防止氫脆斷裂.鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞在鉚接結(jié)構(gòu)時(shí)期就已經(jīng)有所發(fā)生,不過為數(shù)不多,因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時(shí)期,脆性破壞事故增多。從1938年發(fā)生比利時(shí)哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止,除船舶外,世界各地至少發(fā)生過40起引人注目的大型焊接結(jié)構(gòu)破壞事故。焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性破壞事故比鉚接結(jié)構(gòu)頻繁,其原因如下。①焊縫經(jīng)常會(huì)或多或少存在一些缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等,這些缺陷往往成為斷裂的起源。②焊接后鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力未必是破壞的主因,但和其他因素結(jié)合在一起,可能導(dǎo)致開裂。③焊接鋼結(jié)構(gòu)的連接處往往有較大剛性,當(dāng)出現(xiàn)三條相互垂直的焊縫時(shí),材料的塑性變形就很難發(fā)展。給出焊接區(qū)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線和原材料應(yīng)力一應(yīng)變曲線的對(duì)比。④焊接使結(jié)構(gòu)形成連續(xù)的整體,一旦裂縫開展,就有可能一斷到底,不像在鉚接結(jié)構(gòu)中,裂縫常常在接縫處終止。⑤對(duì)選材在防止脆性破壞中的重要性認(rèn)識(shí)不足。鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞事故的不斷發(fā)生,除了采用焊接外,還有以下原因:結(jié)構(gòu)比過去復(fù)雜,有些結(jié)構(gòu)的使用條件惡劣(如海洋結(jié)構(gòu)),有的荷載很大,鋼材強(qiáng)度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢(shì),設(shè)計(jì)時(shí)采用更精細(xì)的計(jì)算方法并利用材料非彈性性能以降低造價(jià),致使結(jié)構(gòu)的實(shí)際安全儲(chǔ)備比過去有所降低。這些因素綜合在一起,發(fā)生脆斷的概率就會(huì)提高。 問題二:導(dǎo)致構(gòu)建發(fā)生脆性破壞的原因有哪些 鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。 脆性破壞:加載后,無明顯變形,因此破壞前無預(yù)兆,斷裂時(shí)斷口平齊,呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險(xiǎn)性大。 問題三:壓力容器發(fā)生韌性破裂與脆性斷裂的原因是什么 壓力容器發(fā)生韌性破裂與脆性斷裂的原因是 一.在容器的設(shè)計(jì)、制造方面: 1.未使焊縫盡量遠(yuǎn)離應(yīng)力集中處 2.焊縫之間未保持一定的間距 3.結(jié)構(gòu)不連續(xù)處未園滑過渡 4.采用了剛性過大的結(jié)構(gòu) 5.容器的支承采用了靜不定結(jié)構(gòu) 6.產(chǎn)生了過大的局部應(yīng)力 7.對(duì)已經(jīng)制成的新容器,制造廠未檢查出存在的裂紋等缺陷,在使用中又發(fā)生了擴(kuò)展,從而造成容器的脆性破裂。 問題四:壓力容器脆性破裂特征原因是什么? 容器脆性破裂的特征 容器發(fā)生脆性破裂時(shí),在破壞形狀,斷口形貌等方面具有一些與韌性破裂正 好相反的特征,具體特征如下: 1. 容器沒有明顯的伸長(zhǎng)變形,其內(nèi)征也沒有增大。 2.裂口齊平,斷口呈金屬光澤的結(jié)晶狀。 3. 容器常常破裂成若干碎塊。 4 破裂時(shí)的名義應(yīng)力(正應(yīng)力)較低。 5. 脆性破裂多數(shù)在溫度較低的情況下發(fā)生。 6. 脆性破裂常用于高強(qiáng)度鋼制造的容器。 問題五:鋼材產(chǎn)生脆性破壞的特征和原因是什么?如何防止鋼材發(fā)生脆性破壞?大神們幫幫忙 韌性不夠好。處理方法淬火后低溫回火 問題六:引起鋼材脆性破壞的主要因素有哪些?應(yīng)如何防止脆性破壞的發(fā)生呢? 鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。 脆性破壞:加載后,無明顯變形,因此破壞前無預(yù)兆,斷裂時(shí)斷口平齊,呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險(xiǎn)性大。 影響脆性破壞的因素 1.化學(xué)成分 2.冶金缺陷(偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層) 3.溫度(熱脆、低溫冷脆) 4.冷作硬化 5.時(shí)效硬化 6.應(yīng)力集中 7.同號(hào)三向主應(yīng)力狀態(tài) 1 ) 鋼材質(zhì)量差、厚度大:鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴(yán)重,韌性差等;較厚的鋼材輥軋次數(shù)較少,材質(zhì)差、韌性低,可能存在較多的冶金缺陷。 (2) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件構(gòu)造不合理:孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不頂?shù)仁箲?yīng)力集中嚴(yán)重。 (3) 制造安裝質(zhì)量差:焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯(cuò),焊接缺陷大,殘余應(yīng)力嚴(yán)重;冷加工引起的應(yīng)變硬化和隨后出現(xiàn)的應(yīng)變時(shí)效使鋼材變脆。 (4) 結(jié)構(gòu)受有較大動(dòng)力荷載或反復(fù)荷載作用:但荷載在結(jié)構(gòu)上作用速度很快時(shí)(如吊車行進(jìn)時(shí)由于軌縫處高差而造成對(duì)吊車梁的沖擊作用和地震作用等),材料的應(yīng)力- 應(yīng)變特性就要發(fā)生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點(diǎn)將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應(yīng)力集中、低溫等因素同時(shí)作用時(shí),材料的脆性將顯著增加。 (5)在較低環(huán)境溫度下工作:當(dāng)溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質(zhì)稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉(zhuǎn)化的溫度并不相同。同一種材料,也會(huì)由于缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發(fā)生脆性斷裂。 為了防止鋼材的脆性斷裂,可以從以下幾個(gè)方面著手: 1、裂紋 當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)的板厚較大時(shí)(大于25mm),如果含碳量高,連接內(nèi)部有約束作用,焊肉外形不適當(dāng),或冷卻過快,都有可能在焊后出現(xiàn)裂紋,從而產(chǎn)生斷裂破壞。針對(duì)這個(gè)問題,把碳控制在0.22%左右,同時(shí)在焊接工藝上增加預(yù)熱措施使焊縫冷卻緩慢,解決了斷裂問題。 焊縫冷卻時(shí)收縮作用受到約束,有可能促使它出現(xiàn)裂紋。措施是:在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙,焊縫有收縮余地,裂紋就不會(huì)出現(xiàn)。 把角焊縫的表面作成凹形,有利于緩和應(yīng)力集中。凹形表面的焊縫,焊后比凸形的容易開裂,原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應(yīng)力,并且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大,而45°截面又有所增強(qiáng),情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下,改用凸形焊縫,就不再開裂。 2、應(yīng)力 考察斷裂問題時(shí),應(yīng)力是構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力,它不僅和荷載的大小有關(guān),也和構(gòu)造形狀及施焊條件有關(guān)。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應(yīng)力集中,使局部應(yīng)力增高,對(duì)脆性破壞最為危險(xiǎn)。施焊過程造成構(gòu)件內(nèi)的殘余拉應(yīng)力,也是不利的。因此,避免焊縫過于集中和避免截面突然變化,都有助于防止脆性斷裂。 3、材料選用 為了防止脆性斷裂,結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)該具有一定的韌性。材料斷裂時(shí)吸收的能量和溫度有密切關(guān)系。吸收的能量可以劃分為三個(gè)區(qū)域,即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低于彈性,以避免出現(xiàn)完全脆性的斷裂,也沒有必要高于彈塑性,對(duì)鋼材要求太高,必然會(huì)提高造價(jià)。鋼材的厚度對(duì)它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低于薄鋼板。 4、構(gòu)造細(xì)部 發(fā)生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構(gòu)造縫隙,或相當(dāng)于構(gòu)造縫隙的未透焊縫。構(gòu)造焊縫相當(dāng)于狹長(zhǎng)的裂紋,造成高度的應(yīng)力集中,焊縫則造成高額殘余拉應(yīng)力并使近旁金屬因熱塑變形而時(shí)效硬化,提高脆性。低溫地區(qū)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)部應(yīng)該保證焊縫能夠焊透。因此,設(shè)計(jì)時(shí)必須注意焊縫的施工條件,以保證施焊方便,能夠焊透。...>> 問題七:脆性斷裂和韌性斷裂的機(jī)理是什么 機(jī)理是截面應(yīng)力重分布。脆性斷裂時(shí)截面應(yīng)力幾乎沒有重分布,整個(gè)截面突然因?yàn)槟滁c(diǎn)應(yīng)力達(dá)到材料極限強(qiáng)度而宣告破壞。韌性斷裂時(shí)截面應(yīng)力存在重分布,某點(diǎn)先達(dá)到極限強(qiáng)度,但是截面未破壞,而是開始應(yīng)力重分布,隨后其它位置點(diǎn)也達(dá)到極限強(qiáng)度,使截面應(yīng)力圖形呈飽滿的塑性發(fā)展,產(chǎn)生韌性破壞 問題八:鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞原因是什么 從宏觀上講,脆性破壞的主要特征表現(xiàn)為斷裂時(shí)伸長(zhǎng)量極其微小。如果鋼結(jié)構(gòu)的最終破壞是由于其構(gòu)件的脆性斷裂導(dǎo)致的,那么我們稱結(jié)構(gòu)發(fā)生了脆性破壞。對(duì)于脆性破壞的結(jié)構(gòu),幾乎觀察不到構(gòu)件的塑性發(fā)展過程,往往沒有破壞的預(yù)兆,因而脆性破壞的后果經(jīng)常是災(zāi)難性的.工程設(shè)計(jì)的任何領(lǐng)域,無一例外地都要力求避免結(jié)構(gòu)的脆性破壞。 脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。 ①過載斷裂:由于過載,鋼材強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的斷裂。這種斷裂破壞發(fā)生的速度通常極高(可高達(dá)2 100 m/s),后果極其嚴(yán)重.在鋼結(jié)構(gòu)中,過載斷裂只出現(xiàn)在高強(qiáng)鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構(gòu)件。 ②非過載斷裂:塑性很好的鋼構(gòu)件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。 ③應(yīng)力腐蝕斷裂:在腐蝕性環(huán)境中承受靜力或準(zhǔn)靜力荷載作用的結(jié)構(gòu),在遠(yuǎn)低于屈服極限的應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的斷裂破壞稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結(jié)果。一般認(rèn)為,強(qiáng)度越高則對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂越敏感。而對(duì)于常見碳鋼和低合金鋼而言,屈服強(qiáng)度大于700 MPa時(shí),才表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂的敏感性. ④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下,裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質(zhì)的作用,會(huì)對(duì)構(gòu)件的疲勞壽命產(chǎn)生更顯著的不利影響。近年來,由于海洋工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展,腐蝕疲勞已經(jīng)成為疲勞研究的一個(gè)重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環(huán)周數(shù)在10以上者稱為高周疲勞,屬于鋼結(jié)構(gòu)中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數(shù)只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應(yīng)變.典型的低周疲勞破壞往往產(chǎn)生于強(qiáng)烈地震作用下。 ⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導(dǎo)致斷裂。焊條在使用前需要烘干,就是為了防止氫脆斷裂. 鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞在鉚接結(jié)構(gòu)時(shí)期就已經(jīng)有所發(fā)生,不過為數(shù)不多,因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時(shí)期,脆性破壞事故增多。從1938年發(fā)生比利時(shí)哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止,除船舶外,世界各地至少發(fā)生過40起引人注目的大型焊接結(jié)構(gòu)破壞事故。 焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性破壞事故比鉚接結(jié)構(gòu)頻繁,其原因如下。 ①焊縫經(jīng)常會(huì)或多或少存在一些缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等,這些缺陷往往成為斷裂的起源。 ②焊接后鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力未必是破壞的主因,但和其他因素結(jié)合在一起,可能導(dǎo)致開裂。 ③焊接鋼結(jié)構(gòu)的連接處往往有較大剛性,當(dāng)出現(xiàn)三條相互垂直的焊縫時(shí),材料的塑性變形就很難發(fā)展。給出焊接區(qū)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線和原材料應(yīng)力一應(yīng)變曲線的對(duì)比。 ④焊接使結(jié)構(gòu)形成連續(xù)的整體,一旦裂縫開展,就有可能一斷到底,不像在鉚接結(jié)構(gòu)中,裂縫常常在接縫處終止。 ⑤對(duì)選材在防止脆性破壞中的重要性認(rèn)識(shí)不足。 鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞事故的不斷發(fā)生,除了采用焊接外,還有以下原因:結(jié)構(gòu)比過去復(fù)雜,有些結(jié)構(gòu)的使用條件惡劣(如海洋結(jié)構(gòu)),有的荷載很大,鋼材強(qiáng)度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢(shì),設(shè)計(jì)時(shí)采用更精細(xì)的計(jì)算方法并利用材料非彈性性能以降低造價(jià),致使結(jié)構(gòu)的實(shí)際安全儲(chǔ)備比過去有所降低。這些因素綜合在一起,發(fā)生脆斷的概率就會(huì)提高。 問題九:什么情況下會(huì)出現(xiàn)塑性破壞和脆性破壞? 鋼材具有兩種性質(zhì)完全不同的破壞形式,即塑性破壞和脆性破壞。塑性破壞是由于變形過大,超過了材料或構(gòu)件可能的變形能力而產(chǎn)生的,僅在構(gòu)件的應(yīng)力達(dá)到了鋼材的抗拉強(qiáng)度 后才發(fā)生。塑性破壞前,總有較大的塑性變形發(fā)生,且變形持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng),很容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)而采取措施予以補(bǔ)救,不致引起嚴(yán)重后果。脆性破壞前塑性變形很小,甚至沒有塑性變形,計(jì)算應(yīng)力可能小于鋼材的屈服點(diǎn),斷裂從應(yīng)力集中處開始。由于脆性破壞前沒有明顯的預(yù)兆,無法及時(shí)覺察和采取補(bǔ)救措施,而且個(gè)別構(gòu)件的斷裂常引起整個(gè)結(jié)構(gòu)塌毀。在設(shè)計(jì)、施工和使用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),要特別注意防止出現(xiàn)脆性破壞 問題十:壓力容器裂紋產(chǎn)生的原因是什么 壓力容器發(fā)生韌性破裂與脆性斷裂的原因是 一.在容器的設(shè)計(jì)、制造方面: 1.未使焊縫盡量遠(yuǎn)離應(yīng)力集中處 2.焊縫之間未保持一定的間距 3.結(jié)構(gòu)不連續(xù)處未園滑過渡 4.采用了剛性過大的結(jié)構(gòu) 5.容器的支承采用了靜不定結(jié)構(gòu) 6.產(chǎn)生了過大的局部應(yīng)力 7.對(duì)已經(jīng)制成的新容器,制造廠未檢查出存在的裂紋等缺陷,在使用中又發(fā)生了擴(kuò)展,從而造成容器的脆性破裂。

9,什么是脆性斷裂

脆性斷裂是指構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂。斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無縮頸,容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。材料的脆性是引起構(gòu)件脆斷的重要原因。脆性斷裂一般發(fā)生在高強(qiáng)度或低延展性、低韌性的金屬和合金上。另一方面,即使金屬有較好的延展性,在下列情況下,也會(huì)發(fā)生脆性斷裂,如低溫,厚截面,高應(yīng)變率(如沖擊),或是有缺陷。脆性斷裂引起材料失效一般是因?yàn)闆_擊,而非過載。經(jīng)長(zhǎng)期研究,人們認(rèn)識(shí)到,過去我們把材料看做毫無缺陷的連續(xù)均勻介質(zhì)是不對(duì)的。材料內(nèi)部在冶煉、軋制、熱處理等各種制造過程中不可避免地產(chǎn)生某種微裂紋,而且在無損探傷檢驗(yàn)時(shí)又沒有被發(fā)現(xiàn)。那么,在使用過程中,由于應(yīng)力集中、疲勞、腐蝕等原因,裂紋會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。當(dāng)裂紋尺寸達(dá)到臨界尺寸時(shí),就會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷的事故。
brittle fracture 構(gòu)件未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂。斷裂時(shí)材料幾乎沒有發(fā)生過塑性變形。如桿件脆斷時(shí)沒有明顯的伸長(zhǎng)或彎曲,更無縮頸,容器破裂時(shí)沒有直徑的增大及壁厚的減薄。脆斷的構(gòu)件常形成碎片。材料的脆性是引起構(gòu)件脆斷的重要原因。因構(gòu)件中存在嚴(yán)重缺陷(如裂紋)發(fā)生低應(yīng)力脆斷時(shí)也具有脆
韌性斷裂是指斷裂過程分幾個(gè)階段,并且每個(gè)階段都有一定的表現(xiàn)特征脆性斷裂是指沒有任何征兆及表現(xiàn)就突然斷裂
在很小的形變下,發(fā)生破壞。可以有應(yīng)力應(yīng)變曲線上來判定。

10,什么是金屬材料的脆性斷裂它的核心本質(zhì)是什么

什么是金屬材料的脆性斷裂,它的核心本質(zhì)是什么金屬在外加載荷的作用下,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時(shí),發(fā)生斷裂。斷裂是裂紋發(fā)生和發(fā)展的過程。1. 斷裂的類型根據(jù)斷裂前金屬材料產(chǎn)生塑性變形量的大小,可分為韌性斷裂和脆e69da5e887aae799bee5baa631333363366263性斷裂。韌性斷裂:斷裂前產(chǎn)生較大的塑性變形,斷口呈暗灰色的纖維狀。脆性斷裂:斷裂前沒有明顯的塑性變形,斷口平齊,呈光亮的結(jié)晶狀。韌性斷裂與脆性斷裂過程的顯著區(qū)別是裂紋擴(kuò)散的情況不同。韌性斷裂和脆性斷裂只是相對(duì)的概念,在實(shí)際載荷下,不同的材料都有可能發(fā)生脆性斷裂;同一種材料又由于溫度、應(yīng)力、環(huán)境等條件的不同,會(huì)出現(xiàn)不同的斷裂。2. 斷裂的方式根據(jù)斷裂面的取向可分為正斷和切斷。正斷:斷口的宏觀斷裂面與最大正應(yīng)力方向垂直,一般為脆斷,也可能韌斷。切斷:斷口的宏觀斷裂面與最大正應(yīng)力方向呈45°,為韌斷。3. 斷裂的形式裂紋擴(kuò)散的途徑可分為穿晶斷裂和晶間斷裂。穿晶斷裂:裂紋穿過晶粒內(nèi)部,韌斷也可為脆斷。晶間斷裂:裂紋穿越晶粒本身,脆斷。4. 斷口分析斷口分析是金屬材料斷裂失效分析的重要方法。記錄了斷裂產(chǎn)生原因,擴(kuò)散的途徑,擴(kuò)散過程及影響裂紋擴(kuò)散的各內(nèi)外因素。所以通過斷口分析可以找出斷裂的原因及其影響因素,為改進(jìn)構(gòu)件設(shè)計(jì)、提高材料性能、改善制作工藝提供依據(jù)。斷口分析可分為宏觀斷口分析和微觀斷口分析。(1)宏觀斷口分析斷口三要素:纖維區(qū),放射區(qū),剪切唇。纖維區(qū):呈暗灰色,無金屬光澤,表面粗糙,呈纖維狀,位于斷口中心,是裂紋源。放射區(qū):宏觀特征是表面呈結(jié)晶狀,有金屬光澤,并具有放射狀紋路,紋路的放射方向與裂紋擴(kuò)散方向平行,而且這些紋路逆指向裂源。剪切唇:宏觀特征是表面光滑,斷面與外力呈45°,位于試樣斷口的邊緣部位。(2)微觀斷口分析(需要深入研究)5. 脆性破壞事故分析脆性斷裂有以下特征:(1)脆斷都是屬于低應(yīng)力破壞,其破壞應(yīng)力往往遠(yuǎn)低于材料的屈服極限。(2)一般都發(fā)生在較低的溫度,通常發(fā)生脆斷時(shí)的材料的溫度均在室溫以下20℃。(3)脆斷發(fā)生前,無預(yù)兆,開裂速度快,為音速的1/3。(4)發(fā)生脆斷的裂紋源是構(gòu)件中的應(yīng)力集中處。防止脆斷的措施:(1)選用低溫沖擊韌性好的鋼材。(2)盡量避免構(gòu)件中應(yīng)力集中。(3)注意使用溫度。6. 韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度為了確定材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度,進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作。如果把一組有缺口的金屬材料試樣,在整個(gè)溫度區(qū)間中的各個(gè)溫度下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。低碳鋼典型的韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度。隨著溫度的降低,材料的沖擊值下降,同時(shí)在斷裂面上的結(jié)晶狀斷面部分增加,亦即材料的韌性降低,脆性增加。有幾種方法:(1)沖擊值降低至正常沖擊值的50~60%。(2)沖擊值降至某一特定的、所允許的最低沖擊值時(shí)的溫度。(3)以產(chǎn)生最大與最小沖擊值平均時(shí)的相應(yīng)溫度。(4)斷口中結(jié)晶狀斷面占面積50%時(shí)的溫度。對(duì)于厚度在40mm以下的船用軟鋼板,夏比V型缺口沖擊能量為25.51J/cm2時(shí)的溫度作為該材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。7. 無塑性溫度韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度是針對(duì)低碳鋼和低碳錳鋼,其它鋼材,無法進(jìn)行大量試驗(yàn)。依靠其它試驗(yàn)方法,定出該材料的“無塑性溫度”NDT(1)爆炸鼓脹試驗(yàn) 正方的試樣板上堆上一小段脆性焊道,在焊道上鋸一缺口。在試樣上方爆炸,根據(jù)試樣破壞情況判斷是否塑性破壞。平裂,凹裂,鼓脹撕(2)落錘試驗(yàn)8. 金屬材料產(chǎn)生脆性斷裂的條件(1)溫度 任何一種斷裂都具有兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo),屈服強(qiáng)度和表征裂紋失穩(wěn)擴(kuò)散的臨界斷裂強(qiáng)度。溫度高,原子運(yùn)動(dòng)熱能大,位錯(cuò)源釋放出位錯(cuò),移動(dòng)吸收能量;溫度低反之。(2)缺陷 材料韌性 裂紋尖端應(yīng)力大,韌性好發(fā)生屈服,產(chǎn)生塑性變形,限制裂紋進(jìn)一步擴(kuò)散。裂紋長(zhǎng)度 裂紋越長(zhǎng),越容易發(fā)生脆性斷裂。缺陷尖銳程度 越尖銳,越容易發(fā)生脆性斷裂。(3)厚度 鋼板越厚,沖擊韌性越低,韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度越高。原因:(1)越厚,在厚度方向的收縮變形所受到的約束作用越大,使約束應(yīng)力增加,在鋼板厚度范圍內(nèi)形成平面應(yīng)變狀態(tài)。(2)冶金效應(yīng),厚板中晶粒較粗大,內(nèi)部產(chǎn)生的偏析較多。(4)加載速度 低強(qiáng)度鋼,速度越快,韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度降低。
c、強(qiáng)度是《金屬材料與熱處理》練習(xí)題吧。
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