24小时热门版块排行榜    

CyRhmU.jpeg
查看: 7332  |  回复: 37

shily

木虫 (小有名气)


[交流] 金属材料脆性断裂和韧性断裂问题探讨

本人在某种金属材料开发的过程中发现,该合金经同一工艺热处理后,拉伸变形性能良好,延伸率超过35%,断面收缩率超过80%,断口呈明显的韧窝特征,然而柱状长条试样平放压缩时发生明显的脆性断裂,断口中的解理台阶和河流花样形貌明显。

变形方式对合金的断裂方式影响这么明显,原因是什么?从理论上如何解释这种现象?有没有从事断裂力学方面的虫子能给解释一下?谢谢!

真心请教,请不要从网上复制一堆名词解释性的内容,谢谢!
回复此楼

» 收录本帖的淘帖专辑推荐

书生客栈的窝

» 猜你喜欢

» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)

» 本主题相关价值贴推荐,对您同样有帮助:

» 抢金币啦!回帖就可以得到:

查看全部散金贴

已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

duweilq

新虫 (初入文坛)


★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
shily(314977903代发): 金币+3, 感谢详尽的解答! 2014-10-17 08:28:08
出现这种原因与材料本身的关系不大,主要是因为材料的变形方式发生变化,材料中的应力应变场发生改变造成的。在拉伸实验时,试样截面可以自由的塑性变形;而当进行压缩时,压缩的面无法自由塑变;长度方向较大,两个端面的自由变形贡献较小,最终导致材料的脆断。 这种现象在我们的研究中接触过。因此对材料性能的试验,要按照标准规定方法和试样尺寸进行试验。
35楼2014-10-16 17:35:24
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

billiards

至尊木虫 (著名写手)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
shily: 金币+1, 谢谢参与 2013-07-10 07:57:02
这样的情况似乎很特殊,至少不是典型的材料特性。
我觉得可能在材料中存在杂质或成分偏析,造成材料在不同方向上存在不同力学特性。
2楼2013-07-09 22:43:04
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

lchenghe

金虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
对于金属材料,拉伸破坏材料比压缩破坏材料更为明显。我想原因可能是因为拉伸时材料所受正应力为拉应力,会促进材料塑性变形失效,压缩的时候正应力为压应力,压应力在压缩材料的同时增加了材料剪切变形失效阻力,当压应力足够大足以冲破剪切阻力的时候,材料发生脆性瞬断。
14楼2013-10-26 11:21:37
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
普通回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
2楼: Originally posted by billiards at 2013-07-09 22:43:04
这样的情况似乎很特殊,至少不是典型的材料特性。
我觉得可能在材料中存在杂质或成分偏析,造成材料在不同方向上存在不同力学特性。

这种情况的确令人费解。但如果是因为存在杂质或成分偏析导致的,变形方式的影响不应该这么大,而是统一表现为韧性断裂或者脆性断裂吧?
3楼2013-07-10 07:59:07
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

billiards

至尊木虫 (著名写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by shily at 2013-07-10 07:59:07
这种情况的确令人费解。但如果是因为存在杂质或成分偏析导致的,变形方式的影响不应该这么大,而是统一表现为韧性断裂或者脆性断裂吧?...

这当然只是我的猜想而已。 但如果是这样的问题的话,受力方向的变化会极大影响材料的断裂性能。比较大厚度的结构钢板使用前要做Z向拉伸试验就是这个原因。如果出现前面提到的问题,在厚度方向上材料的塑性会变差的, 就会表现为脆性断裂。
4楼2013-07-10 09:52:22
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

rainisflying

木虫 (小有名气)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
shily: 金币+1, 谢谢参与 2013-07-11 08:07:05
这个应该也很正常的,可能你的材料是有色金属类的,一般拉伸时延展性很好,但由于材料可能存在织构等,就会造成拉伸压缩时差别很大
5楼2013-07-10 11:26:33
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
4楼: Originally posted by billiards at 2013-07-10 09:52:22
这当然只是我的猜想而已。 但如果是这样的问题的话,受力方向的变化会极大影响材料的断裂性能。比较大厚度的结构钢板使用前要做Z向拉伸试验就是这个原因。如果出现前面提到的问题,在厚度方向上材料的塑性会变差的 ...

如果是钢板的话,还好理解一些。但我用的试样是直径约15mm的棒材
6楼2013-07-11 08:06:41
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
5楼: Originally posted by rainisflying at 2013-07-10 11:26:33
这个应该也很正常的,可能你的材料是有色金属类的,一般拉伸时延展性很好,但由于材料可能存在织构等,就会造成拉伸压缩时差别很大

您有没有织构对金属材料塑性影响相关的资料信息可以提供的?谢谢!
7楼2013-07-11 08:10:11
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

rainisflying

木虫 (小有名气)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
7楼: Originally posted by shily at 2013-07-11 08:10:11
您有没有织构对金属材料塑性影响相关的资料信息可以提供的?谢谢!...

我没有研究过这方面,你可以查文献的,文献上应该有不少的,找找吧
8楼2013-07-11 08:24:46
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

chaodaiyi

银虫 (小有名气)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
shily: 金币+1, 给个红包,谢谢回帖 2013-07-12 08:01:45
你尝试在切割试样的时候做一下横向(如果前提你做的是纵向的话)的试样拉伸性能,然后切片做一下金相组织看看,是不是组织取向对于材料的力学性能有影响。其实如果你的组织中夹杂或者第二相比较多的话 按理你的拉伸性能不会太好,不会有那么高的延伸率。因为是你开发的新材料所以建议先从不同取向的力学性能去探讨,然后再分析组织关系。
只是一点点建议...
9楼2013-07-11 21:43:35
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
9楼: Originally posted by chaodaiyi at 2013-07-11 21:43:35
你尝试在切割试样的时候做一下横向(如果前提你做的是纵向的话)的试样拉伸性能,然后切片做一下金相组织看看,是不是组织取向对于材料的力学性能有影响。其实如果你的组织中夹杂或者第二相比较多的话 按理你的拉伸性 ...

我们的产品是直径15mm的棒材,所以没办法从垂直长度方向取拉伸样品。但是我取过垂直、平行长度方向的金相样品,这两个方向上的晶粒尺寸并没有明显的差别,组织上除了夹杂物外也没有除基体之外的第二相存在。
10楼2013-07-12 08:05:22
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

hitbyg

铜虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
是不是轧制成型的啊,感觉像是各向异性,存在纤维组织!
11楼2013-10-24 10:48:00
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

pwj525

木虫 (正式写手)


成分偏析造成的!
12楼2013-10-26 00:32:44
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

dongshiyuan

木虫 (著名写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
这个你可以参考具体的文献的《材料力学性能》、《腐蚀与防护》、《摩擦磨损》
13楼2013-10-26 09:25:50
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

laoliufight

新虫 (小有名气)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
你这个是什么材料,有牌号吗?
15楼2013-10-27 22:51:54
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

799331577

金虫 (正式写手)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
314977903: 金币+1 2014-01-17 16:28:30
根据你说的 拉伸和压缩的方向是垂直的关系吧  是不是与晶体的各向异性原因,柱状晶沿纤维拉伸的时候应该是塑性断裂,,垂直纤维压力的时候就不一样了吧
16楼2013-12-01 17:38:22
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
这种现象可能要归结于材料经过加工后,其性能具有严重的方向性。
17楼2013-12-01 22:37:58
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

674509968

木虫 (正式写手)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
314977903: 金币+1 2014-01-17 16:28:41
相比于其他纤维材料可能存在方向性的力的变化,对于金属,方向性应该是没有影响的,可以从力学上分析,是否由于钢棒的尺寸问题长度过长的,存在偏心受压,而造成影响
18楼2013-12-02 18:28:53
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

hitbyg

铜虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
你用的材料存在各向异性吧
19楼2013-12-12 16:57:09
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

风云无敌gk

铜虫 (小有名气)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
314977903: 金币+1 2014-01-17 16:29:09
你们这种棒材应该形成了带状组织,以至于材料各向异性
20楼2013-12-13 23:27:53
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

我是李凯

木虫 (著名写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
你们这种棒材应该形成了带状组织,以至于材料各向异性
21楼2014-01-16 13:58:33
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
11楼: Originally posted by hitbyg at 2013-10-24 10:48:00
是不是轧制成型的啊,感觉像是各向异性,存在纤维组织!

对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。
22楼2014-01-18 19:44:14
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
13楼: Originally posted by dongshiyuan at 2013-10-26 09:25:50
这个你可以参考具体的文献的《材料力学性能》、《腐蚀与防护》、《摩擦磨损》

谢谢
23楼2014-01-18 19:44:32
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
15楼: Originally posted by laoliufight at 2013-10-27 22:51:54
你这个是什么材料,有牌号吗?

非典型牌号,我们自己研发的一种材料。
24楼2014-01-18 19:44:57
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
16楼: Originally posted by 799331577 at 2013-12-01 17:38:22
根据你说的 拉伸和压缩的方向是垂直的关系吧  是不是与晶体的各向异性原因,柱状晶沿纤维拉伸的时候应该是塑性断裂,,垂直纤维压力的时候就不一样了吧

对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。
25楼2014-01-18 19:45:06
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
17楼: Originally posted by peterflyer at 2013-12-01 22:37:58
这种现象可能要归结于材料经过加工后,其性能具有严重的方向性。

对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。
26楼2014-01-18 19:45:15
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
18楼: Originally posted by 674509968 at 2013-12-02 18:28:53
相比于其他纤维材料可能存在方向性的力的变化,对于金属,方向性应该是没有影响的,可以从力学上分析,是否由于钢棒的尺寸问题长度过长的,存在偏心受压,而造成影响

能否说得再详细点?或者有没有具体的例子可供参考?谢谢!
27楼2014-01-18 19:46:08
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
20楼: Originally posted by 风云无敌gk at 2013-12-13 23:27:53
你们这种棒材应该形成了带状组织,以至于材料各向异性

对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。
28楼2014-01-18 19:46:20
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
21楼: Originally posted by 我是李凯 at 2014-01-16 13:58:33
你们这种棒材应该形成了带状组织,以至于材料各向异性

对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。
29楼2014-01-18 19:46:27
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

shily

木虫 (小有名气)


引用回帖:
19楼: Originally posted by hitbyg at 2013-12-12 16:57:09
你用的材料存在各向异性吧

对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。您说的各向异性是指这个吗?
30楼2014-01-18 19:47:16
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

hitbyg

铜虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
引用回帖:
30楼: Originally posted by shily at 2014-01-18 19:47:16
对棒材的径向和轴向都取样进行了金相分析,晶粒尺寸基本一样,而且都是等轴晶粒,不存在纤维组织。您说的各向异性是指这个吗?...

是的,那这个就不好解释了
31楼2014-01-20 13:04:55
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

tanjuncn

铁杆木虫 (著名写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
重复你的实验!这是第一步~
32楼2014-01-30 18:32:47
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

seebrightplan

木虫 (著名写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
只能解释为织构或成分偏析等
33楼2014-02-03 14:47:42
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

qmgyc

铁杆木虫 (正式写手)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
建议重复实验。如果还是这样的结果,建议考虑材料成分分布和界面状态。
34楼2014-02-03 18:31:12
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

独立主格

新虫 (初入文坛)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
压缩的时候脆断的力是剪应力,沿横截面45度方向上的剪力断开,拉伸的时候是轴向力,先把这两个实验的断裂的力的类型认识清楚,应该还是晶粒取向的问题
36楼2015-02-01 14:35:49
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

justmse

新虫 (初入文坛)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
保障取样方位与受力方向的一致性,解决了吗?
37楼2015-02-07 16:09:02
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖

xing_mse

银虫 (初入文坛)



小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
加载方式确实会对材料的断裂行为产生影响,一般来讲压缩试验应力状态较软,你这种情况似乎与这种解释不符。。。可能是材料本身的问题
38楼2015-02-09 11:24:23
已阅   回复此楼   关注TA 给TA发消息 送TA红花 TA的回帖
相关版块跳转 我要订阅楼主 shily 的主题更新
普通表情 高级回复(可上传附件)
信息提示
请填处理意见