材料的冲击韧性及低温韧性课件.pptVIP

IntroductionsofMaterialProperties第三章材料的冲击韧性及低温韧性1

IntroductionsofMaterialProperties3.1冲击弯曲试验与冲击韧性高速作用于物体上的载荷称为冲击载荷冲击载荷与静载荷主要区别在于加载速率不同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2

IntroductionsofMaterialProperties一、冲击弯曲试验1.一次冲击弯曲试验冲击功A=G(H-H)k12衡量材料抵抗冲击能力的指标3

IntroductionsofMaterialProperties冲击弯曲试验标准试样4

IntroductionsofMaterialProperties断口形貌试样的安放5

IntroductionsofMaterialProperties冲击试验机种类简支梁悬臂梁6

IntroductionsofMaterialProperties2.冲击试样断裂过程分析冲击功可分为：弹性变形功A，c塑性变形、变形强化和裂纹形成过程吸收的功A裂纹扩展功Adp7

IntroductionsofMaterialProperties①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8

IntroductionsofMaterialProperties2.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

IntroductionsofMaterialProperties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α(α):KUKV用试样缺口处截面F(cm2)去除A(A)NKUKVa(a)是一个综合性的力学性能指标，与材料KVKU的强度和塑性有关，单位为J／cm210

IntroductionsofMaterialProperties(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度；③对σ大致相同的材料，根据A值可以评定材料对sK大能量冲击破坏的缺口敏感性。11

IntroductionsofMaterialProperties2.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A多冲抗力取决于塑性和强度：①A高时，取决于塑性；A低时，取决于强度。12

IntroductionsofMaterialProperties②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

IntroductionsofMaterialProperties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。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

IntroductionsofMaterialProperties三、冲击脆化效应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。15

IntroductionsofMaterialProperties§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α(A)与温度t的关系曲线(A～t)。KKK评定材料：?低温脆性?蓝脆?重结晶脆性16

IntroductionsofMaterialProperties低温脆性（Tt）k?韧性状态转变成脆性状态?冲击吸收功明显下降?断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理?断口特征由纤维状变为结晶状tk为韧脆转变温度或冷脆转变温度17

IntroductionsofMaterialProperties?面心立方材料，冲击韧性很高无低温脆性现象?高强度体心立方合金，室温下冲击韧性很低，韧脆转变现象不明显?中、低强度体心立方金属及合金或某些密排六方晶体金属