《材料的斷裂韌性》PPT課件.ppt

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第五章材料的斷裂韌性 第一節(jié)線彈性條件下的斷裂韌性第二節(jié)影響材料斷裂韌度的因素第三節(jié)斷裂韌度在工程中的應用 第一節(jié)線彈性條件下的斷裂韌性 裂紋擴展的基本方式1 1張開型 裂紋擴展 拉應力垂直作用于裂紋面 裂紋沿作用力方向張開 滑開型 裂紋擴展 切應力作用于裂紋面并且與裂紋前沿線垂直 撕開型 裂紋擴展 切應力平行于裂紋面并且與裂紋面平行 張開型 裂紋擴展最危險 最易引起脆性斷裂 斷裂韌度 和斷裂判據(jù) 斷裂韌度 的物理意義 i是描述裂紋簡短應力場強度的一個力學參量 當應力或裂紋尺寸增大到臨界值時 即在裂紋尖端足夠大的范圍內 應力達到了材料的斷裂強度 裂紋便失穩(wěn)擴展而導致材料的斷裂 這時 這時 也達到一個臨界值 這個臨界值稱為斷裂韌度 斷裂韌度是評價材料抵抗斷裂能力的力學指標 第二節(jié)影響材料斷裂韌度的因素 一 化學成分 組織結構 化學成分的影響 金屬材料 細化晶粒合金元素 強烈固溶強化元素 形成金屬間化合物并呈第二相析出元素 陶瓷 提高強度組元 提高斷裂韌度 高分子材料 增強結合鍵的元素提高斷裂韌度 基體相結構和晶粒尺寸 基體相結構 基體相晶體結構易于發(fā)生塑性變形 產生韌性斷裂 材料的斷裂韌度就高 晶粒尺寸 細化晶粒尺寸既可提高強度又可提高韌度 夾雜和第二相金屬材料 非金屬夾雜物降低斷裂韌度 脆性第二相降低斷裂韌度 適當?shù)捻g性第二相提高斷裂韌度 一顯微組織提高材料塑性的顯微結構提高斷裂韌度 二 特殊改性處理 主要對金屬材料 亞溫淬火使晶粒細化 相界面增加 單位面積雜質濃度降低 提高強度和斷裂韌度 超高溫淬火晶粒粗化 塑性和沖擊吸收功降低 但斷裂韌度提高 形變熱處理高溫形變熱處理 使晶粒細化 提高強度和斷裂韌度 低溫形變熱處理 不僅使晶粒細化 而且增加位錯密度 從而提高強度和斷裂韌度 三 外界因素的影響 溫度 降低溫度 降低斷裂韌度 應變速率 類似于溫度的影響 第三節(jié) 斷裂韌度在工程中的應用 材料的選擇 安全校核 失效分析 評價材料脆性 材料開發(fā)