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        金屬力學性能之韌性指標

        文章出處:責任編輯:查看手機網址
        掃一掃!金屬力學性能之韌性指標掃一掃!
        人氣:-發表時間:2018-03-22 09:00【

          韌性:金屬在斷裂前吸收變形能量的能力稱為韌性指標。 

          ①沖擊韌性:

          金屬材料在沖擊載荷作用下,抵抗破壞的能力或者說斷裂時吸收沖擊功的能量大小,它表示材料對沖擊負荷的抗力。

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          目前均采用沖擊吸收功AKV表示,單位J

          試樣:U型缺口—時效沖擊時用

                V型缺口  AKV表示,V型缺口在鍋爐壓力容器的檢驗中應用較多。

          時效沖擊將試件拉伸殘余變形10%(低碳鋼),5%(低合金鋼)后加熱250° 10℃保溫一小時后再作沖擊,試驗采用U型缺口,得出akus時效沖擊值。

          (1)脆性轉變溫度:Tk

          我們把使材料的沖擊韌性顯著降低的溫度叫做脆性轉變溫度。

          因為沖擊韌性與試驗溫度有關,材料在低溫下會出現由塑料狀態轉變為脆性狀態,冷脆性轉變溫度的高低是金屬材料質量指標之一。冷脆轉變溫度越低的材料其材料的低溫沖擊性能越好,北方寒冷地區必須具有更低的冷脆轉變溫度才能保證安全,所以在-20℃以下的地區所有焊件都要求低溫沖擊韌性。

          冷脆溫度的測定目前可使用三種方法:

          ①能量準則法 ②斷口形貌準則法 ③落錘試驗法

          所測試樣發生脆性斷裂的最高溫度稱為無塑性轉變溫度NDT。鋼材的最低允許工作溫度應高于無塑性轉變溫度。(注意與NDT無損探傷試驗相區別)試樣在沖擊斷裂過程中是一個裂紋發生和發展的過程,如果塑變能夠發生在斷裂的前面,阻止裂紋的擴展而裂紋的繼續發展就需要消耗更多的能量。因此沖擊韌性的高低取決于材料有無迅速塑性變形的能力。

          ak值對材料內部組織及缺陷較其他方法更為敏感,能夠靈敏地反映出材料品質、宏觀缺陷和顯微組織方面的變化。此外沖擊實驗迅速、方便,所以是質量檢驗的有效方法。例如:對白點、溫度敏感(時效沖擊)。

          ②斷裂韌度

          由于在高強度材料中時常發生低應力脆性斷裂。實際上材料遠非是均勻的、連續的各向同性的其組織中存在微裂紋、夾雜、氣孔等缺陷可看作是裂紋,在外力作用下,在裂紋尖端附近便出現應力集中,根據斷裂力學對裂紋尖端應力場的分析,應力場的強弱主要取決與一個力學參數——應力強度因子KI 

        1521620418(1).jpg

          當拉應力逐漸增大或裂紋逐漸擴展時,KI也隨之增大,當KI增大到某一臨界值時,試樣中的裂紋會突然失穩擴展,導致斷裂。這個臨界值稱為該材料的斷裂韌度用KIC表示。

          斷裂韌度是用來反映材料抵抗裂紋失穩擴展,即抵抗脆性斷裂的指標。

          當K1<KIC時,裂紋擴展很慢或不擴展;當K1≥KIC 時,則材料發生失穩脆斷。

          斷裂韌度是材料固有的力學性能指標,是強度和韌性的綜合體現,主要取決于材料的成分,內部組織和結構,與裂紋的大小、形狀、外加應力等無關,通過實驗測定的。

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