《5金属的断裂》-课件设计（公开）.ppt

采用如下公式计算τmax和σmax τmax = (σ1－σ3)/2 σmax = σ1－υ(σ2＋σ3) 取 υ= 0.25 得到：三向等拉伸 α=0 单向拉伸 α=0.5 扭转 α=0.8 单向压缩 α=2 三向不等压缩α= ∞ 压应力↑ α↑—— 韧断 一般 α＞0.5 软应力状态 韧性断裂 α＜0.5 硬应力状态 脆性断裂 5.5 塑性加工中金属的断裂 一．镦粗时的侧面开裂 1．产生原因 Ⅲ区鼓形处受有环向拉应力作用 T℃过高，晶界强度减弱，易沿晶界 拉裂 裂口⊥σ环 ，如图(a) T℃较低，穿晶切断，沿τmax 断裂 裂口与σ环成45°角，如图(b) 2．防止措施 σ环↓——不均匀变形↓，鼓形↓ ① f↓ 提高表面光洁度，采用润 滑剂 ② 加软垫 压缩开始，软垫先变形，拖着工件端面一起向 外流动，使工件侧面成凹形，随后，软垫产生了 加工硬化，工件开始显著变形，凹→平→凸 ， 鼓形↓， σ环 ↓ ③ 活动套环或包套镦粗 套环一般由普通钢制成，加热温度比坯料 低，变形抗力大，对坯料的流动起限制作用， 增加三向压应力。 二．锻压延伸时的内部裂纹 １．平锤头锻压方坯时产生X形内裂 ① 产生原因 a) 锻压时，对角线方向金属流动发生错动 每翻转90°，金属错动方向改变 b)铸造组织 钢锭中心及对角线是杂质和缺陷聚集的地方， 为薄弱环节 有柱状晶更易开裂 1 c)对角线方向ε最大 热效应大，温升高，对角线处易过烧，导致开裂 若中心薄弱，裂纹如图c上 若角部薄弱，裂纹如图c下 ② 预防措施 a)减小送进量l 工件与工具的接触长度 一般 l=(0.6～0.8)h b)减小柱状晶 c)减小压下量△h 1 1 * ５．金属的断裂 本章重点：*研究金属在塑性变形时裂纹发生和 发展的规律性 *变形条件对金属断裂的影响 *塑性加工中金属的断裂 5.1 断裂的基本类型 弹性变形→塑性变形→断裂 1．脆性断裂 在正应力作用下，物体极快地 沿解理面发生 断裂 解理面一般指晶面指数较低的面 脆性解理断裂的裂纹传播速度可 达 1030 m/s 特点：① 裂口生成、发展均很快 断裂前没有明显的塑性变形，ε＜5% ②断口平整（破断面和拉应力接近于 正交）有金属光泽 断口⊥σmax 断口沿解理面 在电镜下可看到解理亮面 二种情况： 沿解理面的穿晶断裂 —— 河流状、舌状花纹 沿晶界的晶间断裂 —— 冰糖状、颗粒状 穿晶断裂 ——断裂时裂纹发展穿过晶粒内部(韧断) 晶间断裂 ——断裂时裂纹发展沿着晶界 (脆断) 2．韧性断裂 在切应力作用下，先产生一定量的 塑性变形，然后断裂。 特点：① 裂口生成、发展均很慢 断裂前能产生显著的塑性变形 ② 断口粗糙、无光泽，呈暗 灰色纤维状 电子显微镜下可看到韧窝、撕裂岭 韧性断裂的断口具体表现形式有： 低塑性材料：切变断裂 断口∥τmax 断裂面即是滑移面 如：密排六方的金属单晶 高塑性材料：拉缩成一点断开 如：Au、Pb、Fe等单晶体 一般塑性材料：断口呈杯锥状 杯锥状断口 双杯锥状断口 钢与合金