低碳鋼脆性斷裂sem

1、材料力學拉伸試驗中低碳鋼與鑄鐵的斷口特徵

在拉伸與壓縮實驗中，低碳剛及鑄鐵的斷口特徵：
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。
根據材料力學知識：鑄鐵屬典型的脆性材料，其抗拉性能較差，破壞符合最大拉應力理論。鑄鐵受扭時橫截面邊緣處剪應力最大，取單元體進行應力分析可得到主應力方向與斷裂面方向垂直且與圓軸表面相切，由於圓軸表面是曲面，各點主應力的主平面沿方向連起來就形成一個螺旋線，從外向內應力狀態相似,故形成螺旋面而不是平面。

2、脆性斷裂一般發生在脆性材料，低碳鋼因塑性良好，用它製成的結構是不會發生脆性斷裂的。（ ）對還是錯

錯
低碳鋼有較大的時效傾向，既有淬火時效傾向，還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時，鐵素體刮碳、氮過飽和，它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物，因而鋼的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低

3、圓軸扭轉破壞時,為什麼低碳鋼研截面而鑄鐵沿45度螺旋面斷裂

答:根據材料抄力學知識,鑄鐵屬典型的脆性材料,其抗拉性能較差,破壞符合最大拉應力理論.鑄鐵受扭時橫截面邊緣處剪應力最大,取單元體進行應力分析可得到主應力方向與斷裂面方向垂直且與圓軸表面相切,由於圓軸表面是曲面,各點主應力的主平面沿方向連起來就形成一個螺旋線,從外向內應力狀態相似,故形成螺旋面而不是平面.
滿意了吧

4、影響材料脆性斷裂的因素有哪些，各有什麼特點

塑性材料的延展性、塑性、韌性好，所以對拉伸非常有利。像低碳鋼、銅、鋁等材料的塑性、韌性、延展性，都非常好，所以，現在一般的需要拉伸的產品，都選擇這一類的材料來拉伸的產品。而脆性材料，由於塑性、延展性、韌性都不好，如果用於拉伸產品的加工，很容易就會造成拉伸產品的斷裂。所以，脆性材料一般不用於拉伸產品的加工；而把脆性材料用於一般的沖壓產品。

5、樣品斷口屬脆性斷裂模式失效是什麼原因

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。

6、sem判斷材料沖擊斷裂是韌性還是脆性斷裂

脆性斷裂，裂紋擴展很快，形成的斷裂面比較光滑韌性斷裂，可能由於自身原因，或者改性等等，它形成裂紋時，往往會有其他的過程發生消耗其所受的能量，所以形貌都比較復雜

7、低碳鋼和鑄鐵拉斷後的斷口有何區別，為什麼

斷口區別：

1、斷口的形狀不同

低碳鋼常溫拉伸斷口一般呈典型的杯椎狀斷口。，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。

2、截斷方向不同

鑄鐵是沿著45°方向，而低碳鋼是沿著橫截面斷裂的。

原因：前者是塑性材料後者是脆性材料，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。

(7)低碳鋼脆性斷裂sem擴展資料

低碳鋼的種類：

低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板，用於製作各種建築構件、容器、箱體、爐體和農機具等。優質低碳鋼軋成薄板，製作汽車駕駛室、發動機罩等深沖製品；還軋成棒材，用於製作強度要求不高的機械零件。

低碳鋼在使用前一般不經熱處理，碳含量在0.15%以上的經滲碳或氰化處理，用於要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。

低碳鋼由於強度較低，使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量，並加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量並加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高，並保持較好的塑性和韌性。

8、低碳鋼和鑄鐵材料扭轉破壞斷口有何不同

低碳鋼是韌性斷裂,斷口凹凸不平,呈撕裂狀;鑄鐵是脆性斷裂,斷口平齊,如剪切狀。

材料力學扭轉實驗時,低碳鋼和灰鑄鐵的斷口有什麼不同： 鑄鐵是沿著45°方向,而低碳鋼是沿著橫截面斷裂的。
扭轉時,由於低碳鋼抗拉能力大於抗剪能力,所以剪應力先於拉應力達到最大值；故破壞原因是最大剪應力.