焊接结构的疲劳.pptx

1;;;5.1 焊接结构脆断的基本原因与脆断的基本特征; 5.1.3 金属脆断的断口特征： 1）断面颜色： 解理断裂：晶状断口，闪闪发光； 晶界断裂：较灰暗； 2）宏观断口形状： 解理断裂：断口平齐，有放射状撕裂棱形，即 人字纹，其尖锋指向裂纹源； 晶界断裂：表面平齐，呈颗粒或粗瓷状，边缘 有剪切唇；;脆断的断口特征;35CrMo 870℃正火 等轴韧窝 ;;;焊接结构脆断的产生原因;焊接结构脆断的产生原因;焊接结构发生脆断的危害性;5.2 影响金属脆性断裂的因素;影响金属脆断的外部因素 ;具体分析外部三要素;具有冷脆现象金属的晶格特征;不同材料冲击韧性与温度关系曲线;应力状态的影响 1）联合强度理论 基本概念： 材料某一单元体受力状态可能是多种多样，但是，材料内部产生的最大正应力和最大切应力是有极限的。 当最大切应力未达到极限值时，最大正应力首先达到极限值则发生脆性断裂； 当最大正应力未达到极限值时，最大切应力首先达到极限值则发生延性断裂。;2）力学状态图： 力学状态图——联合强度理论的转化形式！;3）应力状态指标: 力学状态图中，过坐标原点的直线与横坐标轴的夹角的正切值，即定义为应力状态指标。 显然，ｔｇα＝ τmax /σmax 其数值对应于一定的应力状态是不变的。 在力学状态图中， SoT —— 正断抗力； tT —— 剪切屈服极限； tK ——剪断抗力。 ;应力状态举例;5）断裂性质的判定：（力学状态图的应用） 在力学状态图中，应力状态可用斜率为tgα的直线表示，该斜率即为应力状态指标。随着加载过程的进行，尽管应力状态指标保持不变，但实际载荷不断提高。 脆断条件:σmax ≥ SoT ，τmaxtT ； 屈服条件:σmaxSoT，τmax≥tT ； 延性破坏条件:σmax SoT，τmax≥tK。 结论: 应力状态指标tgα的值越低， 发生脆断可能性越大!;6）缺口效应对应力状态指标的影响;7）用力学状态图解释温度降低对脆断的影响 原理：随着温度的降低， 剪切屈服极限tT升高， 而正断抗力SOT不变， 故脆断危险性增加！ 联想：材料的屈服极限σs 随温度的提高而降低！反过来，必然提高！;1．温度的影响 ;温度对冲击韧性的影响 ;加载速度的影响 研究表明： 加载速度dε/dt提高，其作用相当于温度降低， 同样会使剪切屈服极限tT升高，而正断抗力SOT 不变，则脆断危险性增加！;应力集中对dε/dt的影响;材料状态（内部因素）的影响; 2)晶粒度的影响 对软钢而言，晶粒愈细,韧性愈高, 延—脆性转变温度愈低。 3)化学成分的影响 有害元素 — C、N、O、H、S、P等合金元素使材料脆性增加； 有益元素 — Mn、Ni、Cr、V等合金元素使材料脆性降低！;5.3 影响焊接结构脆断的主要因素 ;应变时效的概念; 3)应变时效产生的危害 有害的时效往往使材料性能变坏：硬度提高，塑性下降，韧性变差。 热应变时效使材料塑性极度下降， 即所谓“塑性耗竭”！ 4）应变时效的消除 ①静应变时效：切削时变形小，可铇去冷变形部分；或采用550℃～560℃热处理。 ②动应变时效：多产生于应力集中处，危害较大。采用550℃～560℃热处理，同时还可消除残余应力，改善局部脆性。 ;不同应变量对动应变时效的影响;焊接缺陷的影响 ① 区别对待 焊接缺陷的影响与其所在的位置和种类有关! ②影响的本质: 损失承载截面;形成缺口效应,导致应力集中! ③防止措施: 改进工艺,加强管理,强化检测手段!运用 质量管理体系的功能，尽最大可能消除焊接缺陷！;角变形和错边的影响 ①试验结果: