延性断裂
伴随明显塑性变形而形成延性断口的断裂
延性断裂是伴随明显塑性变形而形成延性断口(断裂面与拉应力垂直或倾斜,其上具有细小的凹凸,呈纤维状)的断裂。
简介
在延性断裂中,断裂之前发生广泛的塑性变形(颈缩)。 延性断裂描述了承受张力的韧性材料的最终失效。 材料不会破裂,而是“拉开”,通常会留下粗糙的表面。 在这种情况下,在断裂之前存在缓慢的增长和大量能量的吸收。需要说明的是,材料的延展性也称为韧性。
许多延性金属,特别是高纯度的材料,在良好的负载条件和环境条件下,在断裂前可承受50-100%以上应变的非常大的变形。 断裂发生的应变由材料的纯度控制。 在室温下,纯铁在断裂前可发生高达100%的变形,而铸铁或高碳钢几乎不能承受3%的应变。
由于延性断裂涉及高度的塑性变形,所以上述模型的传播裂纹的断裂行为发生根本变化。 在裂纹尖端处的应力集中的一些能量在裂纹扩展之前被塑性变形消散。
分类
延性断裂一般包括纯剪切变形断裂、韧窝断裂、蠕变断裂等。
韧窝断裂
它是材料在微区范围内塑性变形产生的显微空洞,经形核、长大、聚集最后相互连接而导致断裂后,在断口表面上所留下的痕迹。韧窝的大小包括平均直径和深度。影响韧窝大小的主要因素从材料方面讲为第二相的大小、密度、基体的塑性变形能力、形变硬化指数等,从外界条件讲与应力大小和加载速率有关。一般在断裂条件相同时,韧窝尺寸越大,表示材料的塑性越好。
蠕变断裂
材料在长时间的恒温恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象称为蠕变。零件由于这种变形而引起的断裂称为蠕变断裂。
步骤
延性断裂的基本步骤是:
(1)空隙形成(2)空隙聚结(也称为裂纹形成)(3)裂纹扩展和破坏,经常导致杯形锥形破坏面。
参考资料
Ductile Fracture.www.phase-trans.msm.cam.ac.uk.
最新修订时间:2022-08-25 13:47
目录
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