低碳钢脆性断裂sem

1、材料力学拉伸试验中低碳钢与铸铁的断口特征

在拉伸与压缩实验中，低碳刚及铸铁的断口特征：
低碳钢断口有明显的塑性破坏产生的光亮倾斜面，倾斜面倾角与试样轴线近似成(称杯状断口)，这部分材料的断裂是由于切应力造成的，中心部分为粗糙平面，塑性越大对应杯状断口越大，中心粗糙平面的面积越小。而铸铁没有任何的倾斜侧面，断口平齐，并垂直于拉应力，属典型的脆性断口。
根据材料力学知识：铸铁属典型的脆性材料，其抗拉性能较差，破坏符合最大拉应力理论。铸铁受扭时横截面边缘处剪应力最大，取单元体进行应力分析可得到主应力方向与断裂面方向垂直且与圆轴表面相切，由于圆轴表面是曲面，各点主应力的主平面沿方向连起来就形成一个螺旋线，从外向内应力状态相似,故形成螺旋面而不是平面。

2、脆性断裂一般发生在脆性材料，低碳钢因塑性良好，用它制成的结构是不会发生脆性断裂的。（ ）对还是错

错
低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时，铁素体刮碳、氮过饱和，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低

3、圆轴扭转破坏时,为什么低碳钢研截面而铸铁沿45度螺旋面断裂

答:根据材料抄力学知识,铸铁属典型的脆性材料,其抗拉性能较差,破坏符合最大拉应力理论.铸铁受扭时横截面边缘处剪应力最大,取单元体进行应力分析可得到主应力方向与断裂面方向垂直且与圆轴表面相切,由于圆轴表面是曲面,各点主应力的主平面沿方向连起来就形成一个螺旋线,从外向内应力状态相似,故形成螺旋面而不是平面.
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4、影响材料脆性断裂的因素有哪些，各有什么特点

塑性材料的延展性、塑性、韧性好，所以对拉伸非常有利。像低碳钢、铜、铝等材料的塑性、韧性、延展性，都非常好，所以，现在一般的需要拉伸的产品，都选择这一类的材料来拉伸的产品。而脆性材料，由于塑性、延展性、韧性都不好，如果用于拉伸产品的加工，很容易就会造成拉伸产品的断裂。所以，脆性材料一般不用于拉伸产品的加工；而把脆性材料用于一般的冲压产品。

5、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。

6、sem判断材料冲击断裂是韧性还是脆性断裂

脆性断裂，裂纹扩展很快，形成的断裂面比较光滑韧性断裂，可能由于自身原因，或者改性等等，它形成裂纹时，往往会有其他的过程发生消耗其所受的能量，所以形貌都比较复杂

7、低碳钢和铸铁拉断后的断口有何区别，为什么

断口区别：

1、断口的形状不同

低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口。，铸铁试样常温拉伸断口基本没有变化（或者说稍微缩小的圆截面），破坏断口与横截面重合，断口粗糙，呈凹凸颗粒状。

2、截断方向不同

铸铁是沿着45°方向，而低碳钢是沿着横截面断裂的。

原因：前者是塑性材料后者是脆性材料，塑性材料受拉要经过弹性阶段，屈服阶段，以及强化和颈缩阶段（简单的说就是破坏前形状变化比较明显）；而脆性材料受拉时则没有上述过程，破坏前没有明显的塑性变形，突然断裂。

(7)低碳钢脆性断裂sem扩展资料

低碳钢的种类：

低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发动机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不高的机械零件。

低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含量在0.15%以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。

低碳钢由于强度较低，使用受到限制。适当增加碳钢中锰含量，并加入微量钒、钛、铌等合金元素，可大大提高钢的强度。若降低钢中碳含量并加入少量铝、少量硼和碳化物形成元素，则可得到超低碳贝氏体组够其强度很高，并保持较好的塑性和韧性。

8、低碳钢和铸铁材料扭转破坏断口有何不同

低碳钢是韧性断裂,断口凹凸不平,呈撕裂状;铸铁是脆性断裂,断口平齐,如剪切状。

材料力学扭转实验时,低碳钢和灰铸铁的断口有什么不同： 铸铁是沿着45°方向,而低碳钢是沿着横截面断裂的。
扭转时,由于低碳钢抗拉能力大于抗剪能力,所以剪应力先于拉应力达到最大值；故破坏原因是最大剪应力.