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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 韧 性 断 裂,1、概述,2、韧性断裂的断口形貌特征,3、韧窝形成机理,4、影响韧窝形貌的因素,1、概述,1、特点：,料断裂前发生明显的塑性变形。也可以说塑性变形是韧断的前奏，而韧断是大量塑性变形的结果。,2、过程：,显微空洞形成、扩展、连接、断裂,3、类型：,微孔聚集型 纯剪切型,2、韧性断裂的断口形貌特征,一、宏观形貌特征,纤维区、剪切唇,二、微观形貌特征,韧窝花样（断面上覆盖着大量,微坑,）,韧窝类型：,等轴韧窝,抛物线韧窝,卵形韧窝,等 轴 韧 窝,抛物线韧窝,卵 型 韧 窝,3、韧窝形成机理,4、影响韧窝形貌的因素,1、夹杂物或第二相粒子,尺寸较小，且分布密集,促进韧窝成核，形成小而多的韧窝花样,尺寸较大，且分布变化不大,促进裂纹扩展，形成较大的韧窝花样,2、基体材料的韧性,韧性差、塑性变形能力差，韧窝尺寸较小、较浅,3、试验温度,T、,有利于韧窝的成核与扩展，韧窝宽度和深度增加,4、应力状态,拉应力、切应力、撕裂应力,应 力 状 态,第三章 解理断裂,1、概述,2、解理断口形貌特征及形成机理,3、影响解理断裂的因素,4、准解理断裂,1、概述,1、定义,正应力、解理面、穿晶脆断,2、发生条件,一般均在,bcc、,hcp,金属中发生，而,fcc,只在特殊情,况下才发生，如腐蚀环境、材质较差时。,2、解理断口形貌特征,一、宏观形貌特征,1、放射状条纹,2、人字纹,3、小刻面（,facet）：,发亮的小晶面,解理断口上的结晶面,宏观上呈无规则取向,强光下可见到闪闪发光的特征,解理断口是由许多小刻面组成的，每个小刻,面代表一个晶粒,小 刻 面,放射条纹,人字纹,二、微观形貌特征及形成机理,特征：,扇形花样,解理台阶（,cleavage step）,河流花样（,river pattern）,舌状花样（,tongue pattern）,青鱼骨花样（,spine pattern）,瓦纳线（,wallner,line）,扇形,花样,河流花样,舌 状 花 样,青鱼骨花样,瓦纳线,（,二）形成机理（模型）,1、解理台阶,解理裂纹与螺位错交截形成台阶,台阶形成过程的简化图,通过二次解理或撕裂相互连接形成台阶（撕裂棱）,台阶的性质,台阶在扩展过程中会发生,合并或消失（台阶高度减小）,相同方向的台阶合并后高度增加,相反方向的台阶合并后高度减小或消失,台阶高度与柏氏矢量大小、位错密度之间存在一定关系,Hb N,1/2,2、河流花样,定义：,解理台阶及局部塑性变形形成的撕裂脊线所组合的,条纹。其形状类似地图上的河流。,形成机理：河流花样实际上就是解理台阶的一种标志,。当,裂纹扩展时，同号台阶汇合成较大的台阶，而,较大的台阶又汇合成更大的台阶，其结果就形,成河流花样。,影响因素：,小角度晶界,：,倾斜晶界影响不大，延伸至相邻晶粒,扭转晶界在亚晶界出产生新的裂纹，河流激增,大角度晶界,：,河流不能通过，在晶界出产生新的裂纹，向外扩展 ，,形成扇形花样,大,角度晶界，扇形花样,3、舌状花样,特点：,形状象“舌头”，一般在钢铁材料中,成组出现,。,形成机理：,解理裂纹沿着孪晶面112产生,二次解理,及局部塑性变形,撕裂,的结果。在,低温、高速,变形时容易发生孪生变形，也就容易出现舌状花样。,青鱼骨花样、瓦纳线,3、影响解理断裂的因素,1、晶体结构,bcc、,hcp,易发生解理断裂,fcc,不易发生解理断裂,2、显微组织,F,断口较光滑，微观呈河流条纹或舌状花样,P,断口呈不连续片层状,M,断口呈锯齿状，出现小刻面,3、温度,T，,易导致解理断裂,T,Tc,，,晶体在塑性变形前产生解理裂纹，断口呈现脆性,T,Tc,，,晶体先发生塑变，后产生解理，即断裂时伴随一定的塑性变形,4、加载速度,V，,易发生解理断裂,4、准解理断裂,与解理相比，准解理断裂的特征：,准解理裂纹源常在准解理平面的,内部,形成，而解理裂纹源在解理面,边界（晶界）,形成,准解理裂纹扩展路径比解理裂纹要不连续得多，常在,局部地方形成,并,局部扩展,准解理包含更多的撕裂,准解理面的位向并不如铁素体基体的解理面100严格对应，,不,存在确定的位向关系,准,解理裂纹形成机理示意图,准,解理断口形貌,准解理断口形貌,第四章 沿晶断裂,1、定义：,材料沿晶界（原奥氏体晶界、相界、焊合界面）,发生的断裂。,2、类型：,韧性沿晶断裂（,沿晶韧断,）,脆性沿晶断裂（,沿晶脆断,）,3、产生原因,脆性沉淀相沿晶界析出,：钢中的碳化物,Al-Li,合金中的,（,AlLi,）,相,晶界弱化,：杂质,Na、S、P,等的晶界偏析,合金钢中的高温回火脆性,环境,：,SCC、,氢脆、蠕变,热应力,：焊接材料的,HAZ,晶粒粗大,！,4、断口形貌特征,宏观断口：,结晶状形貌,冰糖块状（晶粒粗大）,灰色的石状,结晶状断口,石状断口,微观断口：,多边形图象（晶粒外形轮廓）,冰糖状形貌,例1：,一批锻件毛坯在抽样检验时，发现屈服强度与断面收缩率均不满足要求，检验人员根据断口特征决定采用,正火,处理，再检验性能全部合格。试问：,1、检验人员看到断口有何特征？,2、产生的原因是什么？,3、正火后为什么强度和塑性均有提高？,例2：,在什么条件下易出现沿晶断裂？怎样防止沿晶断裂？,例,1：,1、结晶状脆性断口（过热脆性结晶状断口）,2、产生原因：,锻造温度过高，使原奥氏体晶粒过分粗大。,压下量不足，终锻温度过高，晶粒破碎不够，而再,结晶充分进行并发生了晶粒长大，使晶粒过粗或粗,细不均造成沿晶断裂裂纹所致。,3、正火发生可使晶粒细化，改善锻件质量。,例,2,晶粒过分粗大细化晶粒处理,晶界弱化净化晶界,环境介质改善工作环境,热应力退火消除,
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