金属的断裂FractureofMetals概要

1、Chaptor 6 Fracture of Metals问题的提出：构件失效、灾难性的后果 挤压制品的周期裂纹 6.1 断裂的基本类型断裂的基本类型 Basic types of fracture 宏观断裂微观断裂正断与剪断的宏观与微观形式穿晶断裂沿晶断裂 完整晶体拉断示意图mn为断裂面的迹线；a表示原子面间距)/2(xSinmm晶体中的内聚力与原子间距的关系)/2(xSinmm/)/2(2/0mmdxxSin 2/m/2maxEEaEdxdaEdxdm21)2cos(mMPaaEmm10000 51 )( 3121一般金属）（，整理后得到）代入，消去将（在一块大的平板上的穿透裂纹形成新表面的

2、功U2能量变化U1+U2释放的弹性能U12Ck 能 量t裂纹生长时能量变化示意图21cEVucucu21ccu42220240)4(222EcEccdcd21)2(cEC2121)()(cEaEem21)(acpcPEc21)(2 碳化物 氮化物 氧化物 硫化物杂质杂质 沉淀沉淀韧性断裂的微观形貌韧性断裂的微观形貌位错塞积引起裂口胚芽示意图0011112 111 2aaa(101)(101)(001)(1)(2)位错反应形成裂纹示意图(1)两个滑移带上位错的聚合；(2)形成裂口位错墙侧移使裂口成核影响转变的因素：影响转变的因素： 变形温度deformation temperature，变形速度

3、deformation velocity ，应力状态stress state，组织结构microstructure等.TT c. f s ductileT T c. f s brittle (a)(b)(c)Fracture surface 空气腐蚀 表面形成裂纹Corrosion in air surface cracks0.02mm 700MPa0.005mm 2800MPa1m 理论断裂强度尺寸越小， 试样内存在达到临界尺寸的裂纹的几率越小。原因：原因：开始表面裂纹太小， 达不到断裂判据的裂纹临界尺寸。由于表面吸附降低了表面能， 当达到断裂判据时就会发生突然的断裂。云母在空气中的断裂强度

4、是在真空中的1/3空气中的吸附作用 云母的表面能 4500erg/mm 400erg/mm 强度 实验材料碳锰钢实验材料碳锰钢实验钢的化学成分实验钢的化学成分(mass,%)(mass,%)Chemical composition of the tested steel 实验钢力学性能实验钢力学性能试样编号试样编号FT/CT/s/MPab/MPa5(%)s/b1.1#850550-570338.7569.1340.602.1#345.0566.3350.613.1#361.9585.9360.623.2#800550-570384.4606.7320.633.3#400 10 441.6646.4290.68终轧温度降低 850 800 3.12.11.1锰含量逐渐升高锰含量逐渐升高 0.8%1.2%3.23.33卷取温度降低550 400 冲击实验结果冲击实验结果-80-70-60-50-40-30-20020406080100120140 AKv/JTemperature/ 2.1 Mn%=1.0