金屬斷裂

金屬斷裂,材料在外力作用下,破斷成為兩部分的現象。

概念:金屬斷裂的材料在外力作用下,破斷成為兩部分的現象。
機器零件斷裂後不僅完全喪失服役能力,而且還可能造成不應有的經濟損失及傷亡事故。斷裂是機器零件最危險的失效形式。按斷裂前是否產生塑性變形和裂紋擴展路徑做如下分類。
根據材料斷裂前所產生的巨觀塑性變形量大小來確定斷裂類型,可分為韌性斷裂脆性斷裂
韌性斷裂的特徵是斷裂前發生明顯的巨觀塑性變形,用肉眼或低倍顯微鏡觀察時,斷口呈暗灰色纖維狀,有大量塑性變形的痕跡。脆性斷裂則相反,斷裂前從巨觀來看無明顯塑性變形積累,斷口平齊而發亮,常呈人字紋或放射花樣。
巨觀脆性斷裂是一種危險的突然事故。脆性斷裂前無巨觀塑性變形,又往往沒有其他預兆,一旦開裂後,裂紋迅速擴展,造成嚴重的破壞及人身事故。因而對於使用有可能產生脆斷的零件,必須從脆斷的角度計算其承載能力,並且應充分估計過載的可能性。
巨觀塑性斷裂的危險性遠較脆斷小。由於塑斷前產生明顯的塑性變形使零件不能正常運行,就會引起人們的注意,及時採取措施,防止斷裂的產生。即使由於短時的突然過載,一般也只能造成局部開裂,不會整體斷裂或飛出碎片造成災難性事故。對於使用有可能產生塑性斷裂的零件,只需按材料的屈服強度計算其承載能力,一般即能保證安全使用。
按裂紋擴展路徑分類。當多晶體金屬斷裂時,根據裂紋擴展所走的路徑,又分穿晶斷裂沿晶斷裂。穿晶斷裂的特點是裂紋穿過晶內。沿晶斷裂時裂紋沿晶界擴展。穿晶斷裂可能是韌性的,也可能是脆性的,而沿晶斷裂多是脆性斷裂。

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