斷口分析1概論.

1、第一章 金屬的斷裂n機(jī)械失效現(xiàn)象 工程構(gòu)件或機(jī)械零件的尺寸、形狀或材料性能都會在某種外界因素的作用下發(fā)生變化，甚至發(fā)生局部或整體的破斷，導(dǎo)致其無法或不能滿意的執(zhí)行預(yù)定的功能。n正確辨認(rèn)潛在失效形式，防止過早出現(xiàn)失效現(xiàn)象 第一節(jié) 斷裂的分類 基本的失效形式：過大的彈性變形塑性變形破裂或斷裂（最具危害性）材料變化（金相變化、化學(xué)變化、核變化）n失效因素：力、溫度、時間、工作環(huán)境n失效部位：整體、表面1.脆性斷裂和延伸斷裂：根據(jù)宏觀現(xiàn)象分 n 脆性斷裂：1).裂紋源：材料表面、內(nèi)部的缺陷、微裂紋； 2).裂紋擴(kuò)展所需應(yīng)力：較低屈服應(yīng)力； 3).塑性變形：少或無； 4).斷口：平齊、與正應(yīng)力相垂直 ，

2、人字紋或放射花紋； 5).晶界斷裂；晶內(nèi)斷裂：一般解理面。n延性斷裂：1).裂紋源：孔穴的形成和合并; 2).塑性變形：較大; 3).斷口：三區(qū)，無光澤的纖維狀，剪切面斷裂、與拉伸軸線成45 . 2.穿晶斷裂與沿晶斷裂：根據(jù)斷裂擴(kuò)展途 徑的不同來分n 穿晶斷裂：裂紋穿過晶粒內(nèi)部、可能為脆性斷裂也可 能是延性斷裂；n 沿晶斷裂：裂紋沿著晶界擴(kuò)展，多屬脆斷。應(yīng)力腐蝕斷口，氫脆斷口。 3.韌窩、解理（及準(zhǔn)解理）、沿晶和疲勞斷裂：根據(jù)微觀斷裂的機(jī)制上分 4.正斷、切斷：根據(jù)斷面的宏觀取向與最大正應(yīng)力的交角n正斷：斷面取向與最大正應(yīng)力相垂直（解理斷裂、平面應(yīng)變條件下的斷裂）n切斷：斷面取向與最大切應(yīng)力相

3、一致，與最大應(yīng)力成45交角（平面應(yīng)力條件下的撕裂）第二節(jié) 材料的韌性及斷裂力學(xué)簡介1.材料的韌性：反映材料抗脆斷能力的新指標(biāo)n 概念：材料從變形到斷裂過程中吸收能量的大小，是材料強(qiáng)度和塑性的綜合反映。n 韌性的實驗測定： 沖擊韌性：沖擊過程中材料吸收的功除以斷的面積。2.斷裂力學(xué)：（脆斷）以線彈性理論為基礎(chǔ)n 裂紋尺寸與斷裂強(qiáng)度的關(guān)系cK1aYKcc1 ：材料的斷裂韌性，反映材料抗脆性斷裂的物理 常量（不同于應(yīng)力強(qiáng)度因子，與K準(zhǔn)則相似） ：斷裂應(yīng)力（剩余強(qiáng)度） a：裂紋深度（長度）Y：形狀系數(shù)（與試樣幾何形狀、載荷條件、裂紋位 置有關(guān)）cn應(yīng)力場強(qiáng)度分析與斷裂韌性： 根據(jù)裂紋尖端應(yīng)力分布的不同，主要可分為三類裂紋變形：型：裂紋張開型 型：邊緣滑開型（正向滑開型） 型：側(cè)向滑開型（撒開型）n在平面應(yīng)力、應(yīng)變條件下有（型） ：aYKK：應(yīng)力強(qiáng)度因子KNmn-3/2 a：裂紋半長Y：裂紋形狀系數(shù)nK準(zhǔn)則：當(dāng)裂紋有緩慢擴(kuò)展過渡到迅速擴(kuò)展的瞬間，應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到一個臨界值KIC （以無限大板穿透裂紋為例）ICcKaK即為：脆性斷裂的K準(zhǔn)則 KC：材料常數(shù)，材料的平面應(yīng)變斷裂韌度 KI是由載荷及裂紋體的形狀和尺寸決定的量，是表征裂紋尖端應(yīng)力場強(qiáng)度的計算量；KIC是材料固有的機(jī)