第五章 材料的断裂.pdf

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