5.金属的断裂.ppt

本章重点:*研究金属在塑性变形时裂纹发生和
发展的规律性
*变形条件对金属断裂的影响
*塑性加工中金属的断裂
断裂的基本类型
弹性变形→塑性变形→断裂

在正应力作用下,物体极快地
沿解理面发生断裂
解理面一般指晶面指数较低的面
脆性解理断裂的裂纹传播速度可
达 1030 m/s
特点:①裂口生成、发展均很快
断裂前没有明显的塑性变形,ε<5%
②断口平整(破断面和拉应力接近于
正交)有金属光泽
断口⊥σmax 断口沿解理面
在电镜下可看到解理亮面
二种情况:
沿解理面的穿晶断裂——河流状、舌状花纹
沿晶界的晶间断裂——冰糖状、颗粒状
穿晶断裂——断裂时裂纹发展穿过晶粒内部(韧断)
晶间断裂——断裂时裂纹发展沿着晶界(脆断)

在切应力作用下,先产生一定量的
塑性变形,然后断裂。
特点:①裂口生成、发展均很慢
断裂前能产生显著的塑性变形
②断口粗糙、无光泽,呈暗
灰色纤维状
电子显微镜下可看到韧窝、撕裂岭
韧性断裂的断口具体表现形式有:
低塑性材料:切变断裂
断口∥τmax
断裂面即是滑移面
如:密排六方的金属单晶
高塑性材料:拉缩成一点断开
如:Au、Pb、Fe等单晶体
一般塑性材料:断口呈杯锥状
杯锥状断口双杯锥状断口
钢与合金纯金属断口
韧性断裂主要表现为穿晶断裂
裂缝的生成和发展

概念:理想晶体在正应力作用下沿某一原子
面被拉断时的断裂强度
主要取决于原子间
结合力对断裂的抗力
X<ac时,随外力↑(X↑),结合力↑
X>ac时,随外力↑(X↑),结合力↓→ 0
最后导致断裂
X=ac时,原子间结合力最大σm
X
ac
原子间作用力与原子间距(X)的关系
σm
当外力 P 使得σ>σm时,导致晶体断裂
称σm为理论断裂强度
σm 的估算公式:
σm= (E·γ/a)1/2 E——弹性模量
γ——单位面积的表面能
a——原子面间距
一般金属材料:σm≈ 2000 kg/mm2
与实际情况不附