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机器零件断裂后不仅完全丧失服役能力,而且还可能造成不应有的经济损失及伤亡事故。断裂是机器零件最危险的失效形式。按断裂前是否产生塑性变形和裂纹扩展路径做如下分类。
根据材料断裂前所产生的宏观塑性变形量大小来确定断裂类型,可分为韧性断裂与脆性断裂。
韧性断裂的特征是断裂前发生明显的宏观塑性变形,用肉眼或低倍显微镜观察时,断口呈暗灰色纤维状,有大量塑性变形的痕迹。脆性断裂则相反,断裂前从宏观来看无明显塑性变形积累,断口平齐而发亮,常呈人字纹或放射花样。
宏观脆性断裂是一种危险的突然事故。脆性断裂前无宏观塑性变形,又往往没有其他预兆,一旦开裂后,裂纹迅速扩展,造成严重的破坏及人身事故。因而对于使用有可能产生脆断的零件,必须从脆断的角度计算其承载能力,并且应充分估计过载的可能性。
宏观塑性断裂的危险性远较脆断小。由于塑断前产生明显的塑性变形使零件不能正常运行,就会引起人们的注意,及时采取措施,防止断裂的产生。即使由于短时的突然过载,一般也只能造成局部开裂,不会整体断裂或飞出碎片造成灾难性事故。对于使用有可能产生塑性断裂的零件,只需按材料的屈服强度计算其承载能力,一般即能保证安全使用。
按裂纹扩展路径分类。当多晶体金属断裂时,根据裂纹扩展所走的路径,又分穿晶断裂和沿晶断裂。穿晶断裂的特点是裂纹穿过晶内。沿晶断裂时裂纹沿晶界扩展。穿晶断裂可能是韧性的,也可能是脆性的,而沿晶断裂多是脆性断裂。
其余还有纯剪切断裂、微孔聚集型断裂与解理断裂。2100433B
金属波纹补偿器,是的
钛合金属于有色金属。不属于黑色金属。没有惰性金属,只有惰性气体。
高熔点亦称“难熔金属”,稀有金属的一类。通常指钨、钼、铌、钽、钒、锆,也可以包括铼和铪。这类金属的特点为熔点高、咸度大、抗蚀性强,多数能同碳、氮、硅、硼等生成高熔点、高硬度并肯有良好化学稳定性的化合物...
金属杆断裂失效分析
金属杆断裂失效分析 摘要 :本文通过对金属杆断裂事故的失效分析, 找出其 断裂的原因,对预防类似金属构件的金属失效做出预 测、监督。 关键词 : 金属杆 构件 疲劳 断裂 失效 1分析案例 : 某水电站一水轮机组额定水头 165m,额定功率 582MW,转速 142. 9r/mi n,转动部分重量 944662kg,最大正常水推力 8500KN;接力 器为油压机构,通过活塞杆传导操作导叶的力,接力器工作油压 6. 0111Pa,接力器行程 620mm,接力器操作功 2136KNM。该接力器已 投入运行 8年。事故发生时,中控室值班人员发现该机组负荷调整困 难,AGC设定值为 550MW,但实际输出一直为 500MW,经运行人员 现场检查发现该水轮机接力器活塞杆断裂。 2失效分析 2. 1活塞杆基本情况 活塞杆材质 193 B7级,摩擦表面镀锌,重量 322Kg,直径 159. 86 二一
脆性断裂:没有或仅伴随着微量塑性变形的断裂。玻璃的断裂不发生任何塑形变形,是典型的脆性断裂;而金属的断裂总伴随着塑性变形,故金属的脆性断裂只是相对而言。根据裂纹扩展的路径,脆性断裂又可以分为解理断裂和晶间断裂。
一种典型的穿晶脆性断裂。一定晶系的金属一般都有一组在正应力作用下容易开裂的晶面,称为解理面。一个晶体如果沿着解理面发生开裂,则称为解理断裂。
断裂路径沿着不同位向的晶粒间界出现的断裂。晶间断裂可以脆性的也可以是延性的,分别称为晶间脆性断裂和晶间延性断裂。
导致金属零件发生脆性的解理断裂有材料性质、应力状态及环境因素等众多原因。
(1)、从材料方面考虑,一般只有冷脆金属才能发生解理断裂。面心立方金属为非冷脆金属一般不会发生解理断裂。
(2)、构件的工作温度较低,即处在脆性转折温度以下。
(3)、只有在平面状态(即三向拉应力状态)下才能发生解理断裂,或者说构件的几何尺寸属于厚板情况。
(4)、晶粒尺寸粗大。
(5)、宏观裂纹存在。
伴随有较大塑性变形的断裂。典型的延性断裂是穿晶的,通常有剪切断裂和法向(或正向)断裂两种。单轴拉伸载荷作用下沿着拉伸轴约45°的面滑开的断裂称剪切断裂。单晶情况下滑开面通常是滑移面。当剪切在一组平行滑移面上出现时,则形成倾斜型剪切断裂。剪切若沿两个方向发生,则形成凿尖型剪切断裂。厚板或圆柱试样在单向拉伸时,剪切断裂从颈缩区中心开始,并向外扩展。宏观断裂路径垂直于拉伸轴,微观断口呈锯齿状,因其裂纹扩展时是通过与拉伸轴成30°-45°的交替面上剪切而实现的,故这种断裂方式一般称为法向(正向)断裂。它的最终断裂是通过与拉伸轴成45°平面上的剪切断裂。延性断裂是空洞在第二相颗粒上形成、长大和汇合的过程。延性断裂的断口呈韧窝或塑孔状。
非晶合金的断裂在宏观上表现为脆性,在微观上表现为延性断裂。
在恒定或不断增加的载荷条件下,固体材料发生断裂的机制概括有四种:(1)解理断裂机制:拉伸应力使原子间发生断裂。(2)塑形孔洞长大断裂机制:孔洞长大和粗化,或通过塑性流动发生完全颈缩。(3)蠕变断裂机制:通过原子或空隙沿应力方向扩散使空穴长大、粗化。(4)应力腐蚀开裂机制:应变速率参与的发生在裂纹尖端局部的化学侵蚀。