低碳鋼沖擊實驗是什麼形式的斷裂

㈠ 什麼是金屬材料的脆性斷裂，它的核心本質是什麼

什麼是金屬材料的脆性斷裂，它的核心本質是什麼
金屬在外載入荷的作用下，當應力達到材料的斷裂強度時，發生斷裂。斷裂是裂紋發生和發展的過程。
1. 斷裂的類型
根據斷裂前金屬材料產生塑性變形量的大小，可分為韌性斷裂和脆性斷裂。韌性斷裂：斷裂前產生較大的塑性變形，斷口呈暗灰色的纖維狀。脆性斷裂：斷裂前沒有明顯的塑性變形，斷口平齊，呈光亮的結晶狀。韌性斷裂與脆性斷裂過程的顯著區別是裂紋擴散的情況不同。
韌性斷裂和脆性斷裂只是相對的概念，在實際載荷下，不同的材料都有可能發生脆性斷裂；同一種材料又由於溫度、應力、環境等條件的不同，會出現不同的斷裂。
2. 斷裂的方式
根據斷裂面的取向可分為正斷和切斷。正斷：斷口的宏觀斷裂面與最大正應力方向垂直，一般為脆斷，也可能韌斷。切斷：斷口的宏觀斷裂面與最大正應力方向呈45°，為韌斷。
3. 斷裂的形式
裂紋擴散的途徑可分為穿晶斷裂和晶間斷裂。穿晶斷裂：裂紋穿過晶粒內部，韌斷也可為脆斷。晶間斷裂：裂紋穿越晶粒本身，脆斷。
4. 斷口分析
斷口分析是金屬材料斷裂失效分析的重要方法。記錄了斷裂產生原因，擴散的途徑，擴散過程及影響裂紋擴散的各內外因素。所以通過斷口分析可以找出斷裂的原因及其影響因素，為改進構件設計、提高材料性能、改善製作工藝提供依據。斷口分析可分為宏觀斷口分析和微觀斷口分析。
（1）宏觀斷口分析
斷口三要素：纖維區，放射區，剪切唇。纖維區：呈暗灰色，無金屬光澤，表面粗糙，呈纖維狀，位於斷口中心，是裂紋源。放射區：宏觀特徵是表面呈結晶狀，有金屬光澤，並具有放射狀紋路，紋路的放射方向與裂紋擴散方向平行，而且這些紋路逆指向裂源。剪切唇：宏觀特徵是表面光滑，斷面與外力呈45°，位於試樣斷口的邊緣部位。
（2）微觀斷口分析（需要深入研究）
5. 脆性破壞事故分析
脆性斷裂有以下特徵：
（1）脆斷都是屬於低應力破壞，其破壞應力往往遠低於材料的屈服極限。（2）一般都發生在較低的溫度，通常發生脆斷時的材料的溫度均在室溫以下20℃。（3）脆斷發生前，無預兆，開裂速度快，為音速的1/3。（4）發生脆斷的裂紋源是構件中的應力集中處。
防止脆斷的措施：
（1）選用低溫沖擊韌性好的鋼材。（2）盡量避免構件中應力集中。（3）注意使用溫度。
6. 韌-脆性轉變溫度
為了確定材料的脆性轉變溫度，進行了大量的試驗研究工作。如果把一組有缺口的金屬材料試樣，在整個溫度區間中的各個溫度下進行沖擊試驗。
低碳鋼典型的韌-脆性轉變溫度。隨著溫度的降低，材料的沖擊值下降，同時在斷裂面上的結晶狀斷面部分增加，亦即材料的韌性降低，脆性增加。
有幾種方法：（1）沖擊值降低至正常沖擊值的50～60%。（2）沖擊值降至某一特定的、所允許的最低沖擊值時的溫度。
（3）以產生最大與最小沖擊值平均時的相應溫度。（4）斷口中結晶狀斷面占面積50%時的溫度。
對於厚度在40mm以下的船用軟鋼板，夏比V型缺口沖擊能量為25.51J/cm2時的溫度作為該材料的脆性轉變溫度。
7. 無塑性溫度
韌-脆性轉變溫度是針對低碳鋼和低碳錳鋼，其它鋼材，無法進行大量試驗。依靠其它試驗方法，定出該材料的「無塑性溫度」NDT
（1）爆炸鼓脹試驗 正方的試樣板上堆上一小段脆性焊道，在焊道上鋸一缺口。在試樣上方爆炸，根據試樣破壞情況判斷是否塑性破壞。平裂，凹裂，鼓脹撕
（2）落錘試驗
8. 金屬材料產生脆性斷裂的條件
（1）溫度 任何一種斷裂都具有兩個強度指標，屈服強度和表徵裂紋失穩擴散的臨界斷裂強度。溫度高，原子運動熱能大，位錯源釋放出位錯，移動吸收能量；溫度低反之。
（2）缺陷 材料韌性 裂紋尖端應力大，韌性好發生屈服，產生塑性變形，限制裂紋進一步擴散。裂紋長度 裂紋越長，越容易發生脆性斷裂。缺陷尖銳程度 越尖銳，越容易發生脆性斷裂。
（3）厚度 鋼板越厚，沖擊韌性越低，韌-脆性轉變溫度越高。原因：（1）越厚，在厚度方向的收縮變形所受到的約束作用越大，使約束應力增加，在鋼板厚度范圍內形成平面應變狀態。（2）冶金效應，厚板中晶粒較粗大，內部產生的偏析較多。
（4）載入速度 低強度鋼，速度越快，韌-脆性轉變溫度降低。

㈡ 低碳鋼拉伸試驗中斷口的形狀及特徵是什麼

低碳鋼屬於塑性材料，斷裂時屬於韌性斷裂，埠形貌在sem下觀看，有韌窩存在。
而脆斷的脆性材料則沒有韌窩存在。

㈢ 請問..低碳鋼和鑄鐵的斷口特徵是什麼啊

低碳鋼常溫拉伸斷裂一般為典型的杯狀椎體骨折。在拉伸和壓縮實驗中，低碳鋼和鑄鐵的斷裂特性如下：

1、低碳鋼斷口具有明顯的塑性破壞引起的明亮的傾斜表面。斜面的傾斜角近似等於試樣的軸線（稱為杯狀斷裂）。

中間部分是一個粗糙的平面。塑性越大，杯狀斷裂越大，中心粗糙面面積越小。而鑄鐵是典型的脆性斷口，沒有任何傾斜邊，斷口呈扁平狀，垂直於拉應力。

2、鑄鐵試樣在室溫下的拉伸斷口基本不變（或圓形截面略有減小），破壞斷口與截面重合。斷口粗糙，呈凹凸顆粒狀。

當然，原因是前者是一種塑料材料，而後者是一種脆性材料。塑性材料拉伸經歷了彈性階段、屈服階段、加強和縮頸階段（簡單地說，在破壞階段之前形狀變化明顯）。而脆性材料在受拉狀態下不存在這種過程，在破壞前不存在明顯的塑性變形和突然斷裂。

(3)低碳鋼沖擊實驗是什麼形式的斷裂擴展閱讀：

在張力和壓縮實驗中,低碳和鑄鐵的斷裂特徵,低碳鋼骨折有明顯的塑性損傷產生的光斜面,斜面軸傾角和樣本近似(稱為一杯骨折),這部分材料的斷裂是由於剪切應力,中央粗糙表面的一部分,更大的塑料杯相應的粗糙表面裂縫中心區域更小。

而鑄鐵是典型的脆性斷口，沒有任何傾斜邊，斷口呈扁平狀，垂直於拉應力。根據材料力學知識，鑄鐵是一種典型的脆性材料，拉伸性能差，其失效符合最大拉應力理論。

鑄鐵時扭轉剪應力最大截面邊緣,分析了應力可用的單元垂直主應力方向和裂縫方向和切圓軸的表面,由於圓軸表面是彎曲的,主平面沿主應力的方向各點在一起形成一個螺旋線,即將離任的內部應力狀態是相似的,因此形成的螺旋面,而不是飛機。

㈣ 在拉伸試驗中低碳鋼和鑄鐵在拉斷時是什麼斷口形狀

1.低碳鋼常溫拉伸斷口一般呈典型的杯椎狀斷口。
2.鑄鐵試樣常溫拉伸斷口基本沒有變化（或者說稍微縮小的圓截面），破壞斷口與橫截面重合，斷口粗糙，呈凹凸顆粒狀。
原因當然是因為前者是塑性材料後者是脆性材料咯，塑性材料受拉要經過彈性階段，屈服階段，以及強化和頸縮階段（簡單的說就是破壞前形狀變化比較明顯）；而脆性材料受拉時則沒有上述過程，破壞前沒有明顯的塑性變形，突然斷裂。我回答得比較籠統，實際情況跟材料的質量，試件的形狀，拉伸的速度，外界的溫度等等都有關系，但我的回答足夠你寫作業了。
最後，建議學弟（或學妹）好好看看教材，不知道你們學校情況是怎麼樣的，這種問題應該很基礎，我們學校反正是材料（材料力學，土木工程材料等等各種只要是含材料的）課上講得很詳細，而且你做試驗的那本教材上實驗原理部分也寫得非常非常詳細，稍微用心學學的想不知道都難。
祝你成功！

㈤ 在拉伸試驗中低碳鋼和鑄鐵在拉斷時是什麼斷口形狀

低碳鋼常溫拉伸斷口一般呈典型的杯椎狀斷口

在拉伸與壓縮實驗中，低碳剛及鑄鐵的斷口特徵：

1、低碳鋼斷口有明顯的塑性破壞產生的光亮傾斜面，傾斜面傾角與試樣軸線近似成(稱杯狀斷口)，這部分材料的斷裂是由於切應力造成的，中心部分為粗糙平面，塑性越大對應杯狀斷口越大，中心粗糙平面的面積越小。而鑄鐵沒有任何的傾斜側面，斷口平齊，並垂直於拉應力，屬典型的脆性斷口。

2、鑄鐵試樣常溫拉伸斷口基本沒有變化（或者說稍微縮小的圓截面），破壞斷口與橫截面重合，斷口粗糙，呈凹凸顆粒狀。

原因當然是因為前者是塑性材料後者是脆性材料咯，塑性材料受拉要經過彈性階段，屈服階段，以及強化和頸縮階段（簡單的說就是破壞前形狀變化比較明顯）；而脆性材料受拉時則沒有上述過程，破壞前沒有明顯的塑性變形，突然斷裂

㈥ 急，低碳鋼與鑄鐵在扭轉破壞時斷口不同，為什麼

低碳鋼拉伸和鑄鐵在扭轉破壞時斷裂方式不一樣，拉伸的斷裂方式是拉斷，試件受正應力，表現為斷裂截面收縮、斷裂後試件總長大於原試件長度。

鑄鐵在扭轉破壞使的斷裂方式是剪斷，試件受切應力，表現為試樣表面的橫向與縱向出現滑移線，最後沿橫截面被剪斷，斷裂截面面積不變。

鑄鐵壓縮破壞時,斷口方位角約為55°-60°，在該截面上存在較大的切應力，所以,其破壞方式是剪斷。扭轉時，所受的外力也是剪力，所以，破壞方式與壓縮時相同，為剪斷。

低碳鋼是韌性材料，鑄鐵是脆性材料

鑄鐵：

扭轉試驗——斷口與軸線成45度，屬於拉伸破壞

拉伸試驗——斷口是平面，屬於拉伸破壞

壓縮試驗——45度碎裂，只能剪切破壞

脆性材料的抗剪切強度大於抗拉伸強度。彈性變形很小，基本無塑性變形，屈服強度與抗拉強度基本相同。

低碳鋼：

扭轉試驗——變形很大，旋轉很多圈，斷口是平面，屬於剪切破壞

拉伸試驗——變形很大，斷口縮頸後，埠有45度茬口，屬於剪切破壞

壓縮試驗——呈腰鼓形塑性變形

韌性材料的抗剪切強度小於抗拉伸強度。彈性變形和塑性變形都很大。

(6)低碳鋼沖擊實驗是什麼形式的斷裂擴展閱讀

低碳鋼與鑄鐵的比較

1、低碳鋼

低碳鋼為碳含量低於0.25%的碳素鋼，因其強度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。

低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。

因此，低碳鋼在拉斷時會表現出斷裂截面收縮，斷裂後試件的總長也會大於原試件的長度。

2、鑄鐵

含碳量在2%以上的鐵碳合金為鑄鐵。工業用鑄鐵一般含碳量為2.5%～3.5%。碳在鑄鐵中多以石墨形態存在，有時也以滲碳體形態存在。

除碳外，鑄鐵中還含有1%～3%的硅，以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵可分為：灰口鑄鐵。含碳量較高（2.7%～4.0%），白口鑄鐵，可鍛鑄鐵，蠕墨鑄鐵等。

由於鑄鐵具有較強的耐磨性和柔韌性，在做扭轉試驗時或壓縮試驗時，屬於拉伸破壞或剪切破壞。

㈦ 低碳鋼和鑄鐵在扭轉破壞時有什麼不同現象

低碳鋼拉伸和扭轉時斷裂方式不一樣，拉伸的斷裂方式是拉斷,試件受正應力，表現為斷裂截面收縮、斷裂後試件總長大於原試件長度.扭轉的斷裂方式是剪斷,試件受切應力，表現為試樣表面的橫向與縱向出現滑移線,最後沿橫截面被剪斷,斷裂截面面積不變。

鑄鐵壓縮破壞時,斷口方位角約為55°-60°,在該截面上存在較大的切應力,所以其破壞方式是剪斷，扭轉時,所受的外力也是剪力,所以破壞方式與壓縮時相同,為剪斷。

低碳鋼的特點

低碳鋼含碳量低，錳、硅含量少，在通常情況下不會因焊接而引起嚴重組織硬化或出現淬火組織。這種鋼的塑性和沖擊韌性優良，其焊接接頭的塑性、韌性也極其良好。焊接時一般不需預熱和後熱，不需採取特殊的工藝措施，即可獲得質量滿意的焊接接頭，故低碳鋼鋼具有優良的焊接性能，是所有鋼材中焊接性能最好的鋼種。

埋弧焊時若焊接線能量過大，會使熱影響區粗晶區的晶粒過於粗大，甚至會產生魏氏組織，從而使該區的沖擊韌性和彎曲性能降低，導致沖擊韌性和彎曲性能不合格。故在使用埋弧焊焊接，尤其是焊接厚板時，應嚴格按經焊接工藝評定合格的焊接線能量施焊。