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授课章节 教学方法 授课时数 教学手段 板书、多媒体 授课专业 教学目标 知识目标能力目标教学重点 教学难点 教 学 备 备注 学生〖组织教学〗 〖引课内容〗 〖内容〗〖〗 教 学 内 容 学生§4.1 过载断裂失效分析 一、过载断裂失效的定义及断口的一般特征 1.过载断裂失效的定义 当工作载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂称为过载断裂。 对于金属构件来说，材料确定后，构件的过载断裂主要取决于两个因素：一是构件危险截面上的真实应力；二是截面的有效尺寸。真实应力是由外加载荷的大小、方向及残余应力的大小来决定的，并受构件的几何形状、加工状况（表面粗糙度、缺口的曲率半径等）及环境因素（磨损、腐蚀、氧化等）多种因素的影响。为了安全起见，在设计时，将材料的屈服极限除以一个大于1的安全系数n后，作为材料的许用应力。 2.过载断裂失效断口的一般特征 （1）对于宏观塑性的过载断裂失效来说，起断口上一般可看到三个特征区：纤维区、放射区及剪切唇。 教 学 内 容 学生教 学 内 容 学生教 学 内 容 学生教 学 内 容 学生 四、过载断裂的微观特征 常温下，过载断裂的微观特征是有明显的塑性变形痕迹，以及穿晶开裂的特征，各种形态的韧窝。 韧窝尺寸越大，构件材料的塑性越好，正应力作用下，韧窝是等轴的，切应力和弯曲应力作用下，剪切断裂和撕裂形成的韧窝将沿一定方向伸长变形。  教 学 内 容 学生 §4.2 材料致脆断裂失效分析 一、回火脆性断裂失效 1.回火脆化现象 第一类回火脆性（低温回火脆性、不可逆回火脆性）。一般发生在高纯度钢中，与杂质偏聚无关，断裂为穿晶型准解理。产生的原因有碳化物转化，或者由于板条间残余奥氏体向碳化物转变，这些板条内或板条间神探提型碳化物易形成裂纹通道。 第二类回火脆性（高温回火脆性，可逆回火脆性）。一般发生在纯度较低的钢中，与材料的合金元素和杂质元素的含量及处理的温度有关，断裂为沿晶断裂。 2.回火致脆断裂的特征 宏观：断面结构粗燥，呈银白色的结晶状，宏观脆断。 微观：沿奥氏体晶界分离形成的冰糖状花样。晶粒界面上一般无异常沉淀物，但马氏体回火致脆断裂的解理面上可能出现碳化物第二相质点及细小的韧窝花样。断口上一般可见二次裂纹。 教 学 内 容 学生教 学 内 容 学生 第4章 静载荷作用下的断裂失效分析（板书设计） §4.1 过载断裂失效分析 一、定义及断口的一般特征 1.定义 工作载荷超过危险截面的极限载荷 2.一般特征 （1）宏观塑性：纤维区、放射区及剪切唇 （2）宏观脆性 a 拉伸脆性材料：瓷状、结晶状或具有镜面反光；等轴微孔、沿晶正断及解理断裂。 b 拉伸塑性材料，纤维区小，放射区大，无剪切唇，微孔聚集型兼有解理的混合断裂。 二、影响过载断裂失效特征的因素 1.材料性质的影响 2.零件的几何形状的影响 3.载荷性质的影响 三向拉应力为硬状态， 三向压应力为柔状态； 快速加载为硬状态， 慢速加载为柔状态 4.环境因素的影响 温度、介质 三、扭转和弯曲过载断裂断口特征 四、过载断裂的微观特征 各种形态的韧窝 §4.2 材料致脆断裂失效分析 一、回火脆性断裂失效 第一类回火脆性：低温回火脆性 第二类回火脆性：高温回火脆性 二、冷脆金属的低温脆断 韧脆转变温度 三、第二相质点致脆失效分析 一是脆性的第二相质点沿晶界析出 二是某些杂质元素沿晶界富集  教 学 备 备注 学生〖组织教学〗 〖引课内容〗 〖内容〗〖〗教 学 内 容 学生§4.3 环境致脆断裂失效分析 一、应力腐蚀开裂 1.定义 应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking）金属在应力（残余应力、热应力、工作应力）和腐蚀介质共同作用下，而引起的一种破坏形式。 静拉应力作用下金属的腐蚀破坏，一般称为应力腐蚀开裂；交变应力作用下金属的腐蚀破坏，则称为腐蚀疲劳。 塑性材料应力腐蚀开裂也是脆性形式的断裂。 应力腐蚀是一种局部腐蚀，形成的裂纹常被腐蚀产物覆盖； 应力腐蚀裂纹扩展的速率一般介于均匀腐蚀速率和快速机械断裂速率之间。 2.条件及影响因素 基本条件：弱的腐蚀介质、不大的拉应力和特定的金属材料构成的特定的腐蚀系统。 （1）仅当弱的腐蚀介质，在金属表面形成一层不稳定的“保护膜”时，才会有可能发生应力腐蚀开裂。 （2）一定的拉应力和应变，压应力一般不产生应力腐蚀。 （3）对于每一种金属来说，有其特定的腐蚀介质系统，即容易发生应力腐蚀破坏的金属-介质系统。 （4）材料的成分、组织和应力状态。 一般来说，纯金属