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脆性断裂失效:由严重缺陷引起的低应力脆断

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:由严重缺陷引起低应力脆断的断口特征:容器设备存在严重缺陷时,只要载荷达到一定程度即会引起断裂。如果材料相对较脆,则断裂时载荷不会很大,结构总体上尚未屈服,这就是低应力脆断。判断是否属低应力脆断的准则有两条:一是总体塑性变形是否明显;二是断裂时的应力是否达到屈服的程度。

脆性断裂失效:由严重缺陷引起的低应力脆断

脆性断裂失效主要是指设备在没有发生塑性变形时就发生断裂或爆炸。其基本原因一是由于材料的脆性转变而引起的脆断;二是由于构件出现了严重的缺陷(如裂纹)导致发生低应力水平下的脆断,这称为低应力脆断。

脆性断裂的宏观特征:宏观变形量很小,主要指塑性变形量小到几乎用肉眼从宏观上觉察不到。

断口的宏观特征:断口平齐,断口和最大主应力方向相垂直,断口边缘不会出现剪切唇,断口上不会留下记录断裂方向的人字形纹路或放射形纹路;断口上呈现金属闪光。断口的显微特征:解理断裂,沿晶体某一结晶学平面的断裂称为解理断裂。面心立方结构的晶体(如奥氏体不锈钢)在任何温度下(包括深度冷冻的温度下)也不会发生解理型的脆断。由于解理是沿某一结晶面断裂的,因此解理必然是一种穿晶断裂;解理断裂后的断口在电子显微镜中显示出最重要的显微形貌特征是河流状的花样。(www.zuozong.com)

由严重缺陷引起低应力脆断的断口特征:容器设备存在严重缺陷时(如裂纹、未焊透或未熔合),只要载荷达到一定程度即会引起断裂。如果材料相对较脆,则断裂时载荷不会很大,结构总体上尚未屈服,这就是低应力脆断。判断是否属低应力脆断的准则有两条:一是总体塑性变形是否明显;二是断裂时的应力是否达到屈服的程度。断口的宏观特征:断口与单纯因材料脆性造成的脆断有明显的差别。最重要的差别是断口上有一明显的原始缺陷;加载过程中缺陷逐步扩展引起的撕裂过程区,宏观上是较窄的纤维区;快速撕裂区宏观上是呈放射纹及人字纹区,通常不出现金属闪光、边缘剪切唇区。断口的显微特征:断口在撕裂过程区(纤维区)、快速撕裂区形成的人字形纹路与放射形纹路以及边缘的剪切唇区的显微特征与前面所述的韧性断裂断口并无本质区别。原始缺陷区域的显微特征则相当复杂,在电镜中观察到的形貌也变化多端。

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