冲击韧性、低温脆性、疲劳.pptVIP

重点： 冲击韧性，韧脆转变温度，疲劳极限 难点： 冲击试验原理与方法 冲击吸收功Ak，单位：J 系列冲击试验 1. 疲劳断裂 　指在低于?s 变动应力的作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的突然断裂现象。 3.零件疲劳失效的过程 　零件疲劳失效的过程可分为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展和瞬时断裂三个阶段。 疲劳断口一般可明显地分成三个区域，即疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区。 4. 提高疲劳强度的途径 　?合理的选择材料。 　?零件设计时形状、尺寸合理。 　?降低零件表面粗糙度，提高表面加工质量。 　?采用各种表面强化处理。如渗碳、渗氮、表面淬火、喷丸和滚压等都可以有效地提高疲劳强度。 5. 不同形式的疲劳 ?热疲劳：由周期变化的热应力或热应变引起的材料破坏，如热压辊，汽轮机叶片 ?冲击疲劳：由周期变化的热应力或热应变引起的材料破坏，如小能量多次冲击试验 ?腐蚀疲劳：腐蚀性介质因使材料表面腐蚀产生蚀坑而降低材料的疲劳强度　　　　 1. 什么是冲击韧性?评价材料冲击韧性的性能指标是什么？ 2. 什么是韧脆转变温度？ 3. 疲劳断裂的特点有哪些？ 本次课小结 第一章 材料的力学性能 1.7 材料的冲击韧性和低温脆性 1.8 材料的疲劳性能 作业 * 材料性能测试技术 Performance Testing of Materials 主讲教师： 李爱香 上次课的主要内容 第一章 材料的力学性能 1.4 材料弯曲的力学性能 1.5 材料扭转的力学性能 1.6 硬度 本次课的主要内容 第一章 材料的力学性能 1.7 材料的冲击韧性和低温脆性 1.8 材料的疲劳性能 本次课的重点、难点 材 料 的 力 学 性 能 拉伸 弯曲 压缩 扭转 硬度 冲击 磨损 疲劳 高温力学性能 静载荷 动载荷 高温 1. 7 材料的冲击韧性和低温脆性 冲击韧性：材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。是材料强度和塑性的综合表现。 Fk：试样缺口处的横截面积 冲击韧度ak (ak＝ Ak/Fk，单位：J/cm2) 衡量指标： 或称为冲击强度 1.材料的冲击韧性 2.冲击试验 常温冲击 低温冲击 高温冲击 实验温度 试样的 受力状态 摆锤式（包括简支梁、悬臂梁） 落球式 高速拉伸 不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法，由于各种试验方法中试样受力形式和冲击物的几何形状不同，不同的试验方法所测得的冲击强度结果不能相互比较。 采用的能量和冲击次数 大能量的一次冲击 小能量的多次冲击实验 单次冲击不足以破坏材料。冲击疲劳、断裂 摆锤式弯曲冲击 摆锤冲击试验中试样的安放方式 （a）简支梁型 （b）悬臂梁型 冲击性能 冲击性能实验是在冲击负荷的作用下测定材料的冲击强度。 在实验中，对试样施加一次冲击负荷使试样破坏，记录下试样破坏时或过程中试样单位截面积所吸收的能量，即得到冲击强度。 在工程应用上，冲击强度是一项重要的性能指标，通过抗冲击试验，可以评价材料在高速冲击状态下抵抗冲击的能力或判断材料的脆性和韧性程度。 仪器：简支梁冲击试验机，对试样施加一次冲击弯曲负荷使之破坏，并用试样破坏时单位面积所吸收的能量表征该材料的冲击韧性。 简单易行，在控制产品质量、比较结构或制品的韧性时是一种经常使用的测试方法。 简支梁式摆锤冲击试验方法 试样为矩形截面的长条形，分无缺口试祥和缺口试样 缺口试样要求切口平整、表面光洁、无杂质及气泡等缺陷 原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak ）等于摆锤冲击试样前后的势能差。 式中：AK——冲击功，试样断裂前吸收的能量； Fk ——缺口处截面面积；G——摆锤重量； h－h1——冲断试样前后摆锤的高度差 计算公式： Ak=Gh – G h1 =G（h – h1） ?? = AK/Fk （KJ/m2） 　AK是一个由强度和塑性共同决定的综合性力学性能指标，零件设计时，虽不能直接计算，但它是一个重要参考。 ?评定材料的冶金质量和热加工产品质量。 ?评定材料对大能量冲击载荷的抵抗能力。　 ?评定材料的低温脆性情况，可以测定材料的韧脆转变温度范围。 3.冲击韧性的用途 工程中常将材料的屈服强度与冲击韧性结合在一起用于零件及结构的设计。 焊接结构设计中，除了强度的要求外，规定焊接接头冲击吸收功 Ak 27J 4.低温脆性及韧脆转变温度 （1）低温脆性现象 在低温下，材料的脆性急剧增加。 对压力容器、桥梁、汽车