3、工程力学性能第三章选读.pptVIP

第一节 冲击载荷下金属变形和断裂特点 第二节 冲击弯曲和冲击韧性 第三节 低温脆性 第四节 影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素 ;第一节 冲击载荷下金属变形和断裂 ;二、冲击载荷下金属变形和断裂的特点 ;4、材料塑性和应变率之间无单值对应关系 一般应变速率上升，塑性下降，但在高速变形下，某些金属可能显示较高塑性。 5、塑性和韧性随应变率增加而变化的特征与断裂方式有关 材料正断：断裂应力变化不大，塑性下降； 材料切断：断裂应力上升，塑性不变或提高。 ;第二节 冲击弯曲和冲击韧性 ;三、冲击试验试样 ;冲击试验试样;四、Ak值的意义的讨论 ;;;冲击试验的不足是其冲击吸收功的大小并 不能真正反映材料的韧脆程度，但它对材 料组织十分敏感，且试验简便易行，故仍 被广泛应用。 1、评定原材料的冶金质量及热加工后的产品质量。通过测量冲击吸收功和对冲击试样进行断口分析，可揭示冶金缺陷，检查锻造或热处理缺陷。 2、根据系列冲击试验（低温冲击试验），可得Ak与温度关系曲线，测定材料的韧脆转变温度，据此可以评定材料的低温脆性倾向。 ;第三节 低温脆性 ;; 泰坦尼克号钢板和现代钢板的实际冲击结果示于下图。在－2℃的海水中，泰坦尼克号钢板纵、横向试验中吸收能仅有4焦耳。同样温度下，现代钢板纵向试验中吸收能为325焦耳，横向试验中吸收能为100焦耳。 ; 下图是建造中的Titanic 号。Gannon 的文章指出，在水线上下都由10 张30 英尺长的高含硫量脆性钢板焊接成300英尺的船体。船体上可见长长的焊缝。船在冰水中撞击冰山而裂开时，脆性的焊缝无异于一条300英尺长的大拉链，使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。;二、韧脆转变的物理本质 ;三、系列温度冲击试验 ;四、韧脆转变温度的评定 ;韧脆转变温度的评定;;3、断口变形特征准则 试样冲断时，缺口根部收缩，试样背面膨胀，规定用试样背面膨胀量达0.38mm时所对应的温度，作为脆性转变温度。;五、韧脆转变温度的意义;几种钢的脆性转变温度; 由此可见，脆性转变温度是相对的，只有按同一准则确定的脆性转变温度才有可比性。此外，在一定条件下用试样测定的脆性转变温度与实际结构或零件的脆性转变温度是不同的。所以对于大型结构的脆性评定，应发展更接近实际工况条件的试验方法。;六、落锤试验 ;落锤试验; 落锤试验的不足是：对脆断不能给予定量评定，因为试验采用动载荷，其结果能否用于静载荷尚需研究，此外，板厚的影响亦未考虑。;断裂分析图;防断裂设计参考判据;3、T工作≥NDT＋33℃，允许σ工作≤σs，意即名义应力低于σs时，裂纹可在弹性区内扩展的最高温度为NDT＋33℃，该临界温度称为弹性开裂转变温度(FTE)，当T＞FTE时，只发生塑性撕裂。因此FTE是应力等于σs时脆性裂纹止裂温度。 4、T工作≥NDT＋67℃，σ工作达到σb发生韧性断裂。该温度称为塑性开裂转变温度(FTP)，当T＞FTP时，断裂应力达到材料极限强度，当T＜FTP时，裂纹可在塑性范围扩展，断裂应力在σs和σb之间。 ;第四节 影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素 ;化学成分的影响 ;晶体结构的影响;晶粒尺寸的影响;金相组织的影响;作业