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殘余應力對金屬脆性破壞的影響

放大字體  縮小字體 發布日期:2013-12-04  來源:實驗室資訊網
核心提示: 脆性破壞時構件在幾乎不存在塑性變形下的突然開裂。它在溫度突然下降或變形速度突然增大的情況下最易發生。 這時塑性變形處于抑
   脆性破壞時構件在幾乎不存在塑性變形下的突然開裂。它在溫度突然下降或變形速度突然增大的情況下最易發生。

    這時塑性變形處于抑制狀態,如再突然受到較大的作用應力等原因,就易于發生脆性斷裂破壞。殘余應力是作為初始應力存在于構件內,特別是拉伸殘余應力與作用拉應力疊加而加速了脆性破壞。

    有關文獻中做了對殘余應力對脆性破壞的影響實驗,把76*91cm、厚2cm的軟鋼板對焊起來。在焊縫處沿接合方向的殘余應力是接近于焊接金屬屈服極限的拉應力。

    將焊好的試件的一部分做退火處理以消除焊接應力后,再與未經退火處理的試件一起放在-13℃下冷卻,發現經退火處理的試件未出現裂紋,而沒退火的試件即使在無外力作用下也出現脆性裂紋。分析其原因是在溫度的快速下降時,材料塑性下降所引起的脆性破壞。

    有關文獻中也給出類似的實驗,并得出結論:殘余應力與開裂有直接關系,且產生的裂紋全都是存在于拉伸殘余應力范圍內。可見

    殘余應力不僅直接影響到裂紋的擴展,而且降低了材料脆性破壞的作用應力的臨界應力極限,加速了脆性破壞。

    殘余應力產生的脆性破壞在焊接件中是極易發生的。某重型汽車廠生產的車架由于焊接裂紋而大批報廢。某造船廠鑄造的幾十噸重的大型鏈輪箱,因開箱溫度過高而室溫較低,殼體交角從上至下出現斷裂裂紋,裂紋速度發展很快。這些都說明在無外力作用下而產生的脆性破壞完全是由殘余應力拉應力造成的結果。近些年來,國內外都在大量研究殘余應力對裂紋的發生和擴展的影響。對標準試件施加定量的殘余應力是比較困難的,因此該項研究受到較大的限制而進展不快。

編輯:songjiajie2010

 
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關鍵詞: 殘余應力 金屬脆性
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