材料的冲击韧性及低温韧性课件.ppt

《材料的冲击韧性及低温韧性课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章材料的冲击韧性及低温韧性13.1冲击弯曲试验与冲击韧性加载速率即载荷施加于试样的速率，用单位时间内应力增加的数值表示冲击载荷与静载荷主要区别在于加载速率不同高速作用于物体上的载荷称为冲击载荷冲击强度是度量材料在高速冲击下的韧性大小和抗断裂能力的参数，是标准试样在冲击断裂时单位面积上所消耗的能量21.一次冲击弯曲试验冲击功Ak=G(H1-H2)衡量材料抵抗冲击能力的指标一、冲击弯曲试验3冲击弯曲试验标准试样4试样的安放断口形貌5冲击试验机种类悬臂梁简支梁62.冲击试样断裂过程分析冲击功可分为：弹性变形功Ac，塑性变形、变形强化和裂纹形成过程吸收的功Ap裂纹扩展

2、功Ad7①强度高，塑性低，无裂纹扩展部分，裂纹难形成，裂纹极易失稳扩展②强度较高，裂纹较难形成，具有一定的抵抗裂纹扩展的能力③强度低，具有较好的抵御裂纹扩展的能力82.多次冲击试验(1)冲击次数少于500-1000次，与一次冲击相同；冲击次数＞105时，典型的疲劳断口特征。9二、冲击韧性及其工程意义1.一次冲击(1)冲击韧度或冲击值αKU(αKV):用试样缺口处截面FN(cm2)去除AKU(AKV)aKV(aKU)是一个综合性的力学性能指标，与材料的强度和塑性有关，单位为J／cm210(2)工程意义:①反映出原始材料的冶金质量和热加工产品质量；②测定材料的韧脆性转变温

3、度；③对σs大致相同的材料，根据AK值可以评定材料对大能量冲击破坏的缺口敏感性。112.多次冲击(1)某种冲击能量A下的冲断周次N；(2)要求的冲击工作寿命N时的冲断能量A①A高时，取决于塑性；A低时，取决于强度。多冲抗力取决于塑性和强度：12②不同的A要求不同的强度与塑性配合。③高强度钢和超高强度钢的塑性和冲击韧性对提高冲击疲劳抗力有较大作用；而中、低强度钢的塑性和冲击韧性对提高冲击疲劳抗力作用不大。13三、冲击脆化效应在冲击载荷作用下，瞬间作用于位错上的应力相当高，结果造成位错运动速率增加。因为位错宽度及其能量与位错运动速率有关，位错运动速率的增加将使派纳力增大。

4、运动速率愈大，则能量愈大，宽度愈小，故派纳力愈大。结果滑移临界切应力增大，金属产生附加强化。14由于冲击载荷下的应力水平较高，可使许多位错源同时开动，结果在单晶体中抑制了易滑移阶段的产生和发展。此外，冲击载荷还增加位错密度和滑移系数目，出现孪晶，减小位错运动自由行程的平均长度，增加点缺陷浓度。上述诸点均使金属材料在冲击载荷作用下塑性变形难以充分进行,导致屈服强度和抗拉强度提高。三、冲击脆化效应15§3.2低温脆性一、系列冲击实验与低温脆性不同温度(低、室、高温)下的冲击试验。冲击韧性αK(AK)与温度t的关系曲线(AK～t)。评定材料：低温脆性蓝脆重结晶脆性16低温脆

5、性（Ttk，σc>σs,韧性断裂T

6、显20二、韧脆转化温度及其评价方法韧性是材料塑性变形和断裂全过程吸收能量的能力1、能量法：(1)低阶能：低于某一温度，冲击能量基本不随温度而变化，形成一平台。低阶能开始上升的温度为tk为无塑性或零塑性转变温度(即NDT)NDT以下，断口由100％结晶区(解理区)组成。21(2)高于某一温度材料吸收的能量也基本不变，形成一个上平台，称为“高阶能”。以高阶能对应的温度为tk称为塑性断裂转变温度,记为FTP。高于FTP的断裂，将得到100％的纤维状断口。(3)FTE：低阶能和高阶能平均值对应的温度。(4)V15TT：以AKV=15尺磅(20.3N·m)对应的温度。222、断

7、口形貌法：(1)断口形貌：纤维区、放射区(结晶区)、剪切唇，t不同，相对面积不同，面积～t曲线(2)50%FATT(FATT50,t50)：取结晶区面积占整个断口面积50％时的温度为tk。23三、影响材料低温脆性的因素1.晶体结构的影响：体心立方金属及其合金存在低温脆性（迟屈服）钢、密排六方金属中的锌和铍及其合金面心立方金属及其合金一般不存在低温脆性奥氏体钢、镍、铝、铜等高强度体心立方金属，如高强度和超高强度钢，由于其在很宽的温度范围内冲击值都很低，低脆现象不明显24间隙溶质元素（碳、氮、氢）含量增加，高阶能下降，韧脆转变温度提高。溶质原子分布于溶剂