20世纪50年代,美国发射北极星导弹,其固体燃料发动机壳体,采用了超高强度钢制造,屈服强度为1400MPa,按照传统强度设计与验收时,其各项性能指标都符合要求,设计时的工作应力远低于材料的屈服强度,但点火不久,就发生了爆炸。
为什么材料会发生低应力脆断?
原因:传统力学把材料看成是均匀的,没有缺陷的,没有裂纹的连续的理想固体,但是,实际工程材料在制备、加工(冶炼、铸造、锻造、焊接、热处理、冷加工等)及使用中(疲劳、冲击、环境温度等)都会产生各种缺陷(白点、气孔、 渣、未焊透、热裂、冷裂、缺口等)。
缺陷和裂纹会产生应力集中,所受拉应力为平均应力的数倍。过分集中的拉应力如果超过材料的临界拉应力值时,将会产生裂纹或缺陷的扩展,导致脆性断裂。2100433B