1、Chaptor 6 金属的断裂,6.1断裂的基本类型 根据断裂前金属是否有明显的塑性变形可分为:brittle fracture 脆性断裂5%,按断裂面相对作用力的取向关系可分为 正断/剪断,从微观上按照裂纹的走向可分为 穿晶断裂/晶间沿晶,6.2 脆性断裂,6.2.1理论断裂强度 theoretical fracture strength 完整晶体在正应力作用下沿某一晶面拉断的强度。 两相邻原子面在拉力作用下，克服原子间键合力作用 ，使原子面分开的应力。,6.2.2 Griffith裂纹理论,基点:材料中已存在裂纹crack 在裂纹尖端引起应力集中，在外加应力小于理论断裂强度 时裂纹扩展，实
2、际断裂强度大大降低。 能量平衡 裂纹 弹性能 表面能 elastic energy surface energy 释放的弹性能 弹性能密度 裂纹体积,增加的表面能,Griffith公式,在正应力作用下只有弹性能的减少 表面能的增加 裂纹扩展,Griffith公式物理意义：裂纹两端引起的应力集中，相当将外力放大了 倍，使局部达到了理论断裂强度.,比较理论断裂强度公式,修正modification :伴随一定的塑性变形,裂纹的形核和传播与局部塑性变密切相关.,Orowan考虑塑性变形能 P- 断口表面附近的塑性应变能,6.3韧性断裂材料经明显的变形后发生的断裂称为韧性断裂。 拉伸时以 “颈缩” 为
3、先导,当应变硬化产生的强度增加不足以补偿截面积的减少时,产生集中变形,出现“细颈”。,韧性断裂特点: (1)断裂前发生较大塑性变形高能量吸收过程. (2)裂纹产生 扩展.聚合 生成新裂纹多裂纹源 (3)裂纹扩展临界应力裂纹形核应力缓慢过程,6.4 影响断裂类型的因素,从韧性断裂到脆性断裂的转变温度称为脆性转变温度Tc 韧-脆转变温度 Ductile-brittle transition temperature (DBTT),影响因素应力状态 拉应力 Tc应变速率 Tc化学成分/组织 d Tc 晶粒细化 grain refining,6.5 塑性变形中的断裂,不均匀变形疏松/偏析/粗大晶粒; 过热/过烧表面裂纹 中心裂纹,
