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(1)、消除或减小构件上的裂纹尺寸。
(2)、细化晶粒。
(3)、消除或减少金属中的有害杂质。
(4)、采用双钢代替单一的马氏体组织材料。
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。
解理断裂断口的轮廓垂直于最大拉应力方向。新鲜的断口都是晶粒状的,有许多强烈反光的小平面(称为解理刻面)。解理断口电子图像的主要特征是"河流花样",河流花样中的每条支流都对应着一个不同高度的相互平行的解理面之间的台阶。解理裂纹扩展过程中,众多的台阶相互汇合,便形成了河流花样。在河流的"上游",许多较小的台阶汇合成较大的台阶,到"下游",较大的台阶又汇合成更大的台阶。河流的流向恰好与裂纹扩展方向一致。所以人们可以根据河流花样的流向,判断解理裂纹在微观区域内的扩展方向。
下图为
解理断裂的电子图象,具有河流花样,河流花样变化处为小角度倾斜晶界。
微型电动机主轴的解理断裂的电子图象,具有羽毛状花样,在羽毛状花样上还可观察到小的舌状花样。
1、外观缺陷:外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边是指沿着焊趾,...
有化学腐蚀和电化学腐蚀还有应力腐蚀。化学腐蚀是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。电化学腐蚀是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。应力腐蚀是材料、机械零件或构件在静应力(主...
1.首先设计师应该仔细验算荷载 2.严格按照规范留置施工变形缝 3.参照成功及失败的经验工程
钢结构脆性断裂破坏的影响因素及防止措施
钢结构脆性断裂破坏的影响因素及防止措施——文章介绍了钢结构脆性断裂的破坏特征,影响其脆性破坏的因素,最后提出了防治钢结构脆性断裂的措施
公路高边坡防止措施
公路高边坡防止措施 边坡是指线路近旁的天然斜坡或经过施工开挖形成的路堑斜坡、 填筑形成的方坡 等等。高边坡灾害是我们道路工程中危害较大的一个地方, 所以今天小编特意过 来和大家分享分享高边坡的防治技术都有哪些。 一、边坡的变形特征 1、公路边坡是将地质体的一部分改造成人为工程设施,因此其稳定性取决于 自然山坡的稳定状况 (稳定、不稳定、极限平衡 )、地质条件 (地层岩性、地质构 造、坡体结构、岩体结构、水文地质条件、风化程度等 )和人为改造的程度 (开挖 深度、坡形、坡率等 )。 2、人工边坡是对自然坡体的改造,改变了自然坡体的应力状态和地下水的渗流 条件,而且是在短短几个月内改造完成的。 自然坡体的应力调整有一个过程, 强 度低的软弱岩层调整较快, 常在施工期就发生变形; 强度高的坚硬岩层调整较慢, 或可自身稳定,或在 1~3年后发生变形。只有当人工边坡对其改变不大时,才 可保持稳定,否
通过三维有限元计算并结合起裂源位置的测量 ,精确测定一种C-Mn钢不同尺寸(W、B和a)和 宽度(B)的四点弯曲(4PB)缺口试样的细观解理断裂应力。发现随试样尺寸和试样宽度的增加 ,断裂载荷明显变化 ,但细观 解理断裂应力基本不变。不同尺寸和宽度的缺口试样的解理断裂主要由正应力判据控制。稳定的下限细观解理断裂应力值可以用较大尺寸的缺口试样测得 ,可用于评价钢的断裂韧度和结构安全性。在缺口试样中 ,解理断裂的临界事件是铁素体晶粒尺寸的裂纹扩展进入基体 ,不随试样尺寸和宽度变化。细观解理断裂应力主要由临界裂纹的长度决定。
为了得到缺口前的应力—应变分布 ,W试样和B试样用ABAQUS软件进行弹塑性三维(3D)有限元分析。由于对称性 ,只分析试样几何的四分之一。对从弹性区到整体屈服载荷Pgy的整个加载过程的最大正应力σyy的分布进行计算。用扫描电境(SEM)对所有试样的断口进行仔细观察 ,先在低倍下沿河流纹反向找到解理起裂源的宏观位置 ,然后逐渐提高放大倍数沿解理河流纹反向追踪找到起裂源的确切位置。测量起裂源距缺口根部的距离Xf和距试样一侧的距离Z。对双缺口试样的未断缺口进行截剖观察残留裂纹 ,确定解理的临界事件。用测量的PfPgy(Pf 为断裂载荷)和起裂源位置距离Xf和Z ,通过三维FEM计算的正应力σyy—X分布曲线 ,测量起裂源处的正应力σyyi作为细观解理断裂应力σf。
W1试样在宽度B的中心平面缺口前的最大正应力σyyσy的分布 ,其中P是外加载荷 ,Pgy是整体屈服载荷 ,X是距缺口根部的距离。对于较大尺寸的W2和W3试样 ,计算结果与W1类似 ,只是峰值正应力较高。W1试样缺口前的峰值应力(σyyσy)max沿宽度B的分布。可以看出在整个加载过程中 ,(σyyσy)max 从试样两个自由表面向内约3mm ,随B向中心距离的增加而增加 ,然后在试样中部(σyyσy)max达到最大值并保持不变。(σyyσy)max 随外加载荷PPgy的增加而增加。不同宽度(B2和B3)试样缺口前应力—应变分布的有限元计算结果类似于的 W1(B1)试样的结果。
不同试样在平均断裂载荷时试样中部 面的实际应力σyy的分布(有限元计算),最小尺寸的W1(B1)试样的σyy略高于其他试样(W2、W3、B2、B3),而 其他试样的σyy基本相同。小尺寸的W1(B1)试样的σf 略高于其他试样的原因可用缺口试样解理断裂的“活性区”模型进行解释。缺口试样 的解理断裂起裂于缺口前满足双判据(使裂纹形核的塑性应变判据εp≥εpc和使裂纹扩展的临界正应力判据σyy≥σf)的一个活性区内。对于最小尺寸的W1(B1)试样当缺口前的峰值σyy达到其他试样平均断裂载荷时的平均σyy值时 ,活性区的尺寸较小 ,难以找到引发解理的最薄弱组元。为了产生断裂 ,载荷PPgy需要进一步增加 ,以使活性区的尺寸增加 ,在这种情况下 ,W1(B1)试样缺口前的σyy应力要高于其他试样,在活性区能够采集到最薄弱的组元之前 ,具有较高强度的次薄弱组元也许引发解理 ,从而使测定的σf值略高。但对于较大尺寸的试样(W2、W3、B2和B3)其活性区尺寸大 ,总能找到解理的最薄弱组元 ,测定的σf值基本不变 ,说明解理断裂主要由正应力判据σyy≥σf所控制。稳定的σf下限值可以用较大尺寸的缺口试样测得。它可能用来评价钢的断裂韧度和结构的安全性。 2100433B
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。
(1)单晶体:解理断裂,裂纹沿解理面扩展;
(2)多晶体:沿晶断裂,裂纹走向沿着晶面,而并不在某一平面内运动;
(3)穿晶 ( 晶内 ) 断裂,裂纹沿着多晶粒的解理穿过,而不管晶界的位置如何。