金属在冲击载荷下的力学性能.ppt
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1、金属在冲击载荷下的力学性能,第三章,3.1 冲击载荷下金属变形 3.2 冲击弯曲和冲击韧性 3.3 低温脆性 3.4 影响韧脆转变温度的冶金因素,3.1 冲击载荷下金属变形,机件在冲击载荷下的失效类型和静载荷一样,也表现为过量弹性变形、过量塑性变形和断裂。 在静载荷下,塑性变形比较均匀地分布在各个晶粒中,而在冲击载荷下,塑性变形则比较集中在某些局部区域,这反映了塑性变形是极不均匀的(图3-1)。,3.2 冲击弯曲和冲击韧性,为了显示加载速率和缺口效应对金属材料韧性的影响,需要进行缺口试样冲击弯曲试验,测定材料的冲击韧性。冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形动和断裂功的能力,常用标准试样
2、的冲击吸收功表示。,缺口试样冲击弯曲试验原理如图3-2所示。,3.3 低温脆性,一、低温脆性现象 二、脆韧转变温度 三、落锤试验和断裂分析图,一、低温脆性现象,当试验温度低于某一温度从时,材料由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理,断口特征由纤维状变为结晶状,这就是低温脆性。转变温度从称为韧脆转变温度,也称为冷脆转变温度。,低温脆性是材料屈服强度随 温度降低急剧增加的结果。 断裂强度随温度变化很小, 但屈服强度(屈服点)却对温度变 化十分敏惑,温度降低,屈服强 度剧升高,故两曲线相交于一点 交点对应的温度即为(图3-5)。,二、脆韧转变温度,断口形貌反映断
3、裂结果,可用来表示韧性,测出不同温度下的断口形貌即可求得 。 这里只介绍根据能量判据和断口形貌判据定义 的方法(图3-6)。,韧性是金属材料塑性变形和断裂全过程吸收能量的能力,它是强度和塑性的综合表现,因而在特定条件下,能量、强 度和塑性都可用来表示韧性。,1.按能量法定义的 方法 2.按断口形貌定义 的方法,1.按能量法定义 的方法,(1)当低于某一温度,金属材料吸收的冲击能量基本不随温度而变化,形成一平台,该能量称为“低阶能”。 以低阶能开始上升的温度定义为,并记NDT(NilDuctilityTemperature),称为无塑性或零塑性转变温度。 (2)高于某一温度,材料吸收的能量也基本
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