⑴ 样品断口属脆性断裂模式失效是什么原因
什么是金属材料的脆性断裂,它的核心本质是什么金属在外加载荷的作用下,当应力达到材料的断裂强度时,发生断裂。断裂是裂纹发生和发展的过程。 1. 断裂的类型根据断裂前金属材料产生塑性变形量的大小,可分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂:断裂前产生较大的塑性变形,断口呈暗灰色的纤维状。脆性断裂:断裂前没有明显的塑性变形,断口平齐,呈光亮的结晶状。韧性断裂与脆性断裂过程的显著区别是裂纹扩散的情况不同。韧性断裂和脆性断裂只是相对的概念,在实际载荷下,不同的材料都有可能发生脆性断裂;同一种材料又由于温度、应力、环境等条件的不同,会出现不同的断裂。 2. 断裂的方式根据断裂面的取向可分为正断和切断。正断:断口的宏观断裂面与最大正应力方向垂直,一般为脆断,也可能韧断。切断:断口的宏观断裂面与最大正应力方向呈45°,为韧断。 3. 断裂的形式裂纹扩散的途径可分为穿晶断裂和晶间断裂。穿晶断裂:裂纹穿过晶粒内部,韧断也可为脆断。晶间断裂:裂纹穿越晶粒本身,脆断。 4. 断口分析断口分析是金属材料断裂失效分析的重要方法。记录了断裂产生原因,扩散的途径,扩散过程及影响裂纹扩散的各内外因素。所以通过断口分析可以找出断裂的原因及其影响因素,为改进构件设计、提高材料性能、改善制作工艺提供依据。断口分析可分为宏观断口分析和微观断口分析。(1)宏观断口分析断口三要素:纤维区,放射区,剪切唇。纤维区:呈暗灰色,无金属光泽,表面粗糙,呈纤维状,位于断口中心,是裂纹源。放射区:宏观特征是表面呈结晶状,有金属光泽,并具有放射状纹路,纹路的放射方向与裂纹扩散方向平行,而且这些纹路逆指向裂源。剪切唇:宏观特征是表面光滑,断面与外力呈45°,位于试样断口的边缘部位。(2)微观断口分析(需要深入研究) 5. 脆性破坏事故分析脆性断裂有以下特征:(1)脆断都是属于低应力破坏,其破坏应力往往远低于材料的屈服极限。(2)一般都发生在较低的温度,通常发生脆断时的材料的温度均在室温以下20℃。(3)脆断发生前,无预兆,开裂速度快,为音速的1/3。(4)发生脆断的裂纹源是构件中的应力集中处。防止脆断的措施:(1)选用低温冲击韧性好的钢材。(2)尽量避免构件中应力集中。(3)注意使用温度。 6. 韧-脆性转变温度为了确定材料的脆性转变温度,进行了大量的试验研究工作。如果把一组有缺口的金属材料试样,在整个温度区间中的各个温度下进行冲击试验。低碳钢典型的韧-脆性转变温度。随着温度的降低,材料的冲击值下降,同时在断裂面上的结晶状断面部分增加,亦即材料的韧性降低,脆性增加。有几种方法:(1)冲击值降低至正常冲击值的50~60%。(2)冲击值降至某一特定的、所允许的最低冲击值时的温度。(3)以产生最大与最小冲击值平均时的相应温度。(4)断口中结晶状断面占面积50%时的温度。对于厚度在40mm以下的船用软钢板,夏比V型缺口冲击能量为25.51J/cm2时的温度作为该材料的脆性转变温度。 7. 无塑性温度韧-脆性转变温度是针对低碳钢和低碳锰钢,其它钢材,无法进行大量试验。依靠其它试验方法,定出该材料的“无塑性温度”NDT (1)爆炸鼓胀试验 正方的试样板上堆上一小段脆性焊道,在焊道上锯一缺口。在试样上方爆炸,根据试样破坏情况判断是否塑性破坏。平裂,凹裂,鼓胀撕(2)落锤试验 8. 金属材料产生脆性断裂的条件(1)温度 任何一种断裂都具有两个强度指标,屈服强度和表征裂纹失稳扩散的临界断裂强度。温度高,原子运动热能大,位错源释放出位错,移动吸收能量;温度低反之。(2)缺陷 材料韧性 裂纹尖端应力大,韧性好发生屈服,产生塑性变形,限制裂纹进一步扩散。裂纹长度 裂纹越长,越容易发生脆性断裂。缺陷尖锐程度 越尖锐,越容易发生脆性断裂。(3)厚度 钢板越厚,冲击韧性越低,韧-脆性转变温度越高。原因:(1)越厚,在厚度方向的收缩变形所受到的约束作用越大,使约束应力增加,在钢板厚度范围内形成平面应变状态。(2)冶金效应,厚板中晶粒较粗大,内部产生的偏析较多。(4)加载速度 低强度钢,速度越快,韧-脆性转变温度降低。
⑵ 什么是金属材料的疲劳断裂产生疲劳断裂的原因是什么
1、金属材料的疲劳断裂:许多机械零件和工程构件,是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下,虽然应力水平低于材料的屈服极限,但经过长时间的应力反复循环作用以后,也会发生突然脆性断裂,这种现象叫做金属材料的疲劳。
2、产生原因:在交变应力作用下,材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后,应力值虽然始终没有超过材料的强度极限,甚至比弹性极限还低,在交变载荷重复作用下材料和结构产生破坏。
通常,疲劳裂纹扩展可以分为三个阶段:第I阶段(裂纹萌生,shot cracks),第II阶段(裂纹扩展,long cracks),第III阶段(瞬时断裂,final fracture)
第I阶段:一旦裂纹萌生以后,就会沿着最大剪切应力平面(约45º)扩展,这一阶段是短裂纹萌生和扩展阶段。裂纹一直扩展直到遇到障碍物,如晶界、夹杂物或珠光体区。它无法容纳初始裂纹的扩展方向。因此,晶粒细化是可以提升材料疲劳强度的利用了引入大量微观障碍物的原理。
第II阶段:由于裂纹扩展,实际载荷的上升,应力强度因子K不断增加,在裂纹尖端附近的不同平面上开始发生滑移,于是就进入了第II阶段。
第III阶段:最终,当裂纹尖端应力强度因子超过了临界应力强度因子,那么裂纹失稳,发生快速扩展。
⑶ 造成金属材料断裂的原因是什么
不锈钢也会断。铜、铝折几下会断取决于他的材质。疲劳破坏任何材料都会发生,也包括牛皮纸甚至牛皮。 疲劳破坏和材料的塑性(疲劳极限)有关。 材料折断的根本原因,是力的作用。
⑷ 焊接件熔池部位和母材相接处出现晶粒断裂是什么原因
你好,焊接件熔池部位和母材相接处出现晶粒断裂是,焊接电流过大,熔合区过热,晶粒粗大而断裂。
⑸ 奥氏体转为马氏体,奥氏体晶粒是否会分裂原因
马氏体转变 当过冷奥氏体被快速冷却到Ms点以下时,便发生马氏体转变,形成马氏体(M),它是奥氏体冷却转变最重要的产物。奥氏体为面心立方晶体结构。当过冷至Ms以下时,其晶体结构将转变为体心立方晶体结构。由于转变温度较低,原奥氏体中溶解的过多碳原子没有能力进行扩散,致使所有溶解在原奥氏体中的碳原子难以析出,从而使晶格发生畸变,含碳量越高,畸变越大,内应力也越大。马氏体实质上就是碳溶于α-Fe中过饱和间隙固溶体。 马氏体的强度和硬度主要取决于马氏体的碳含量。当Wc低于0.2%时,可获得呈一束束尺寸大体相同的平行条状马氏体,称为板条状马氏体,如图4-5a所示。 当钢的组织为板条状马氏体时,具有较高的硬度和强度、较好的塑性和韧性。当马氏体中Wc大于0.6%时,得到针片状马氏体,如图4-5b所示。片状马氏体具有很高的硬度,但塑性和韧性很差,脆性大。当Wc在0.2%~0.6%之间时,低温转变得到板条状马氏体与针状马氏体混合组织。随着碳含量的增加,板条状马氏体量减少而针片状马氏体量增加。 与前两种转变不同的是,马氏体转变不是等温转变,而是在一定温度范围内(Ms~Mf)快速连续冷却完成的转变。随温度降低,马氏体量不断增加。而实际进行马氏体转变的淬火处理时,冷却只进行到室温,这时奥氏体不能全部转变为马氏体,还有少量的奥氏体未发生转变而残余下来,称为残余奥氏体。过多的残余奥氏体会降低钢的强度、硬度和耐磨性,而且因残余奥氏体为不稳定组织,在钢件使用过程中易发生转变而导致工件产生内应力,引起变形、尺寸变化,从而降低工件精度。因此,生产中常对硬度要求高或精度要求高的工件,淬火后迅速将其置于接近Mf的温度下,促使残余奥氏体进一步转变成马氏体,这一工艺过程称为“冷处理”。 亚共析钢和过共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线与共析钢的奥氏体等温转变曲线相比,它们的C曲线分别多出一条先析铁素体析出线或先析渗碳体析出线。 通常,亚共析钢的C曲线随着含碳量的增加而向右移,过共析钢的C曲线随着含碳量的增加而向左移。故在碳钢中,共析钢的C曲线最靠右,其过冷奥氏体最稳定。
⑹ 造成电容器引脚断裂的原因是什么
产生电容器引起断裂的原因有几下这个方面:在ESS试验中,随机振动的应力旨在考核产品在结构、装配、应力等方面的缺陷
体积较大的电容,在焊接后如果没有施加单独的处理措施,在振动试验时容易发生引脚断裂的问题
环境应力筛选试验(ESS试验)是考核产品整机质量的常用手段
或者是断裂的机理是应力集中,一般发生在电容引出脚或焊盘连接点位置,当振动环境下,电容引出脚和焊盘连接点承受的将是整个电容横向剪切和纵向拉伸方向的冲击力,尤其当电容较大的时候,如大的电解电容
还有另外一种就是常规经验是在电容的底部涂1圈硅橡胶以粘接固定,但这种处理方式是不行的
硅橡胶拉伸强度为4-5MPa,伸长率为100%-200%,分子间作用力弱,粘附性差,粘接强度低;用于粘接电容时,表面上看是固定住了,但实际上冲击应力较大的时候,硅橡胶的被拉伸程度较大,电容自身依然会受到较大的拉伸应力和剪切应力用于粘接电容时,表面上看是固定住了,但实际上冲击应力较大的时候,硅橡胶的被拉伸程度较大,电容自身依然会受到较大的拉伸应力和剪切应力;所以要选用粘合性好,粘接强度高,收缩率低,尺寸稳定的环氧树脂胶
大家可以先固定涂胶,电路板装配生产的流程也会引出,先装配电容再装配其它元件,这样立式电容为最高点,周转或放置时易受到磕碰或外力而造成歪斜;更改工序先装配其它元件和粘接立柱再装配高电容,这样周转或放置时比电容稍高的立柱受力就保护了电容
改进工序前,先对电路板真空涂覆(在电容陶瓷面上形成约15μm厚的派埃林薄膜材料),再涂硅橡胶固定
改进后,先在电容上涂环氧胶,再在整个电路板真空涂覆,这样在电容和胶外表面一体形成派埃林薄膜
由于派埃林薄膜表面粗糙度小于陶瓷面,胶在派埃林薄膜表而的接触角大于陶瓷表面(接触角越小润湿效果越好),改进后固定效果更好
总上述可得出造成电容器引脚断裂的三个原因是1.电容引脚断裂性质是疲劳断裂;2.装配方式设计不合理,固定胶粘接强度不够和工艺不完善是导致引脚断裂的原因;3.改用环氧树脂胶和调整生产流程从工程上解决此问题
⑺ 脆性断裂和韧性断裂的机理是什么
1、韧性断口宏观特征一般分为杯锥状、凿峰状、纯剪切断口等,断口通常分为三个区域:纤维区、放射区和剪切唇区,即断口特征三要素。
微观特征有滑移分离和韧窝。滑移分离指金属在外载荷作用下产生塑形变形时,在金属内沿着一定的晶体学平面和方向产生滑移,多晶材料的滑移是多个滑移系的相互交叉,在断口上呈现出蛇形滑移特性。
2、脆性断口的宏观特征为断口上无明显的宏观塑形变形,断口相对齐平,断口表面经常呈现晶体学平面或晶粒的外形;断口颜色有时较光亮,表面有人字纹花样;有时相对灰暗,呈无定型的粗糙表面。
微观特征有穿晶(解理)断裂、准解理断裂及沿晶断裂。解理断裂的典型形貌有解理台阶、河流花样等等;准解理断裂形貌较为复杂,断口形貌常常同时具有解理断裂形貌及韧性断裂形貌;沿晶断裂常见的为沿晶分离,断口呈现出不同程度的晶粒多面体外形的岩石状花样或冰糖状花样。
(7)制冷片晶粒断裂是什么原因扩展阅读
脆性断裂一般发生在高强度或低延展性、低韧性的金属和合金上。另一方面,即使金属有较好的延展性,在下列情况下,也会发生脆性断裂,如低温,厚截面,高应变率(如冲击),或是有缺陷。脆性断裂引起材料失效一般是因为冲击,而非过载。
经长期研究,人们认识到,过去我们把材料看做毫无缺陷的连续均匀介质是不对的。材料内部在冶炼、轧制、热处理等各种制造过程中不可避免地产生某种微裂纹,而且在无损探伤检验时又没有被发现。那么,在使用过程中,由于应力集中、疲劳、腐蚀等原因,裂纹会进一步扩展。当裂纹尺寸达到临界尺寸时,就会发生低应力脆断的事故。
脆性断口宏观特点为:断口平齐而光亮,且与正应力垂直;脆性断裂微观特点为:断口呈人字或放射花样、
⑻ 饮水机的制冷片,是怎样完成制冷过程的丫,
电子制冷片,或者叫半导体制冷片,(行业名是叫温差电致冷组件),你看到“迷宫”是制冷片的晶粒(N、P型半导体:半导体致冷器是由特殊的N型和P型半导体组成。),饮水机上面用的有127对。
同压缩式、吸收式在制冷原理和设备方面均无相同之点。
晶粒制作材料:是以碳化轨为基体的三元固溶体合金,其中P型是因2丁e3-SbZ丁e3,N型是mZTe3-BiZSe3采用垂直区熔法提取晶体材料。
半导体致冷原理:
1.半导体致冷原理:把一个N型和P型半导体的粒子用金属连接片焊接而成一个电偶对。当直流电流从N极流向P极时,2.3端上产生吸热现象,此端称冷端而下面1.4端产生放热现象,此端称热端如果电流方向反过来,则冷热端相互转换。由于一个电偶产生热效应较小(一般约 IKcal/h)所以实际上将几十。上百对电偶联成的热电堆。所以半导体的致冷-一吸热示日放热是由载流子(电子和空穴)流过结点,由势能的变化而引起的能量传递这是半导体致冷的本质。
2.半导体致冷过程:电子由负极出发经过金属片--流向P点4--到P型-再流向P点3--结点金属片--从结点2--到达N型--再返过结点1--到达金属片回到电源正极。由于左半部是P型,导电方式是空穴,空穴流动方向与电子流动方向相反,所以空穴是结点3金属片--P型--结点4金属片--到电源负极。结点4金属中的空穴具有的能量低于P型中空穴能量,当空穴在电场作用下要从3到达P型,必须要增加能量,并把这部分势能转蛮为空穴的垫能.因而在结点3处的1金属被冷却下来,当空穴流向4时,金属片曲于P型中空穴能量太子金属中空穴的能量,因而要释放多余的势能,要将热放出来这4处的金属片是被加热。右半部是N型,与金属片联接是靠自由电子导电的,而在结点2金属中势能低于N型电子势能,当自由电子在电场作用1电子通过结点2到达N型时必然要增加垫能,这部分势能只能从金属片势能取得,同时必然使结点2金属片冷下来。当电子由N型流向结点1金属片时,由于电子从势能较高的地方流向势能低处,故要释放多余的垫能.并变成热能,在结点1处使金属片加热,是热端。
⑼ 求45刚断裂的原因(未回火)和晶粒粗大的原因
热处理加热的时候温度过热~造成奥氏体晶粒过大!从而机械性能下降!加工时断裂!
⑽ 压力容器发生韧性破裂与脆性断裂的原因是什么
一 压力容器发生韧性破裂与脆性断裂的原因是:
(1)一定的应力应变条件;(2)容器中存在着缺陷;(3)材料的韧性差。
二 压力容器通常是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备,材质包括金属及非金属。压力容器内部和外部的压力差具有潜在的危险,在压力容器的发展历史上,许多安全事故都因为设计、制造、操作和使用不当而发生,因此压力容器受到严格的标准控制。