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第六章焊接结构脆性断裂 引言 脆性断裂的性质： • 没有明显的塑性变形，破坏具有突 发性 • 焊接结构刚度较大，裂纹扩展至整 个结构 • 发生脆断时平均应力比材料的屈服 极限和设计许用应力小得多，是低 应力破坏 第六章焊接结构脆性断裂 引言 脆性断裂发生的条件： • 结构在低温下工作 • 结构中存在焊接缺陷 • 焊接残余应力对脆断产生了严 重影响 • 材料性能劣质 • 结构设计不合理 第六章焊接结构脆性断裂 引言 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 一、断裂分类及特征 1. 按塑性变形大小:延性断裂和脆性断裂 2. 从“合于使用”原则出发 εs ε′ ε″ ε 线弹性断裂 ε′ εs ε″ ε 弹塑性断裂 ε′ ε″ εs ε 韧带屈服断裂 ε′ ε″ ε εs 全面屈服断裂 3.从断裂的机制来说:解理断裂、剪切断裂 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 解理断裂：低温、 高应变速率及高应 力集中情况下，材 料的塑性变形严重 受阻，材料不能以 形变方式而是以分 离顺应外加应力。 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 剪切断裂：在剪 应力作用下，沿 滑移面形成的断 裂，可分为纯剪 切断裂和微孔聚 集断裂。 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 二、影响脆断的因素 1. 温度 2. 应力状态 3. 加载速度 4. 残余应力 5. 板厚 6. 材料因素 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 1. 温度影响:是造成材料脆性断裂的 重要因素。 温度降低 • 屈服极限升高 • 晶粒滑移困难 • 形成裂纹的表面能降低 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 2. 应力状态影响 • 单轴拉伸状态 • 三轴拉伸 • σ1= σ2= σ3 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 3. 加载速度影响（应变速率） 加载速度增加： • 材料屈服极限增加，抗拉强度提高 • 材料来不及塑性变形和滑移，位错摆 脱束缚进行滑移所需激活时间减小， • 结构存在缺口，由于缺口处存在应力 集中，应变速度比无缺口高的多。 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1 材料断裂及影响因素 4. 残余应力影响 • 脆性断裂一般在拉伸应力场中产生 和扩展 • 焊缝及近缝区通常存在高的残余拉 伸应力 • 该区也是材料性能发生变化的区 域，容易成为脆性断裂的起源。 第六章焊接结构脆性断裂 §6-1