材料的强韧化

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料的强韧化　　第一讲概论　　人们为了提高材料的强度往往以损失韧性，引起脆化为代价。要有效提高材料的强度，必须同时增加强韧性。因此，材料的强韧化问题一直是结构材料研究和开发的主题。　　材料的强韧化理论是20世纪末断裂力学理论及其应用发展的一个主要方向，无论是金属及其合金、精细结构陶瓷、结构高分子、高强混凝土、形状记忆合金和复合材料，还是其它新型结构材料，都涉及材料的变形与断裂、材料的强度和韧性、材

2、料的疲劳等，这些都与材料的强韧化是密不可分的。　　1材料的失效　　一、失效的基本概念　　1.材料的失效：是指工程结构的部件在服役过程伤亡，使工程结构低效工　　作或提前退役的现象。　　2.失效的原因：是由于材料的性能满足不了服役(或制造、试车、贮运)时的　　力学、化学、热学等外界条件。　　3.失效的方式：变形、断裂、腐蚀、磨损、烧损目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、

3、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　据1982年的统计，美国每年因材料腐蚀造成的直接经济损失约占国民经济年总产值的左右，为1260亿美元。材料断裂和磨损造成的损失分别为1190亿和1000亿美元。　　腐蚀和磨损是“慢性病”，而断裂是“爆发性疾病”，最受人们重视。对其他结构材料来说，断裂也是陶瓷材料最主要的失效方式，高分子材料由于老化，也易脆断。对于功能材料，则物理性能的降级会引起失效，对功能材料也有断裂和腐蚀问题。　　如1986年美国挑战者号航天飞机的爆炸，就是由于一个密封圈的老化

4、，造成燃料氢的泄露而引起的。许多国内外飞机失事，也是由于材料的质量问题所致。泰坦尼克号的失事是低温引起材料焊接处脆断。　　二、脆断的理解　　在失效的几种方式中，以断裂失效所带来的危害最大，而断裂又分为延性断裂和脆性断裂，其中脆性断裂最具突然性，材料的脆断有以下几点共性：　　(1)脆断时，结构的宏观应力一般都低于材料的屈服强度；　　(2)脆断从应力集中处开始，材料生产和机械制造过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，通常是脆断的发源地；　　(3)低温、厚截面和高应变速率，易于引起脆断。　　断裂事故的发生，产生以下

5、四方面效应：　　(1)冲击了原有的设计思想；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　S??s?max　　S为安全系数，一般为~2，σmax为依据构件的几何形状和载荷所计算的最大应力。　　疑问：传统的“强度设计”合理性？是否需辅以“韧性设计”？　　“安全”系数从某种角度讲也是一种“无知”系数，它反映人们对于客观

6、事物的了解程度，如应力分析是否与使用条件完全符合，施工过程引入的残余应力有多大，施工与设计的偏差等。采用其所长>1的值来弥补这些“无知”，从而获得“安全”设计。　　考虑到高温、疲劳及腐蚀的作用，在设计时引入持久强度、疲劳极限及应力腐蚀断裂强度等性能，还考虑了多向受力，这些均为强度设计，而对塑性指标和韧性指标只依据经验提出要求，未用于设计计算。　　(2)对材料的断裂判据发生了怀疑；　　疑问：宏观应力σ〈σs〈σb？应力状态、应变速度、环境温度对断裂有何影响？合理的断裂判据？　　(3)考核了工艺的适用性；　　熔

7、化焊接，不仅改变性能，还会引入残余应力、缺口、裂纹等，影响断裂。　　(4)深入理解了工作情况；　　使用不当，如过载、划伤、冲击、过冷等，均促进脆断。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　对于材料的断裂和其它失效，设计是主导，材料是基础，工艺是保证，使用是监护。　　三、材料科学与工程的研发思路：　　(1)依据

8、工程构件服役行为确定所需材料性能；　　(2)依据性能要求，确定所需材料结构；　　(3)制定材料生产工艺，获得所需材料结构；　　(4)采用必要设备，保证工艺实施；　　或反其道而行之的思路：　　(5)只有适当的设备才能保证工艺；　　(6)只有通过工艺才能改变结构；　　(7)结构决定性能；　　(8)材料的性能决定工程构件的行为。　　2材料的力学性能　　力学性能：是指材料在各种载荷(外力)作用下表现出来的抵抗能力。包括强