金属的断裂韧性
§1线弹性条件下断裂韧性K I C
一、传统设计思路与断裂力学:
1.传统设计:
一般传统设计要求:ζ工≤[ζ] = ζ0.2/n,然而该条件只能保证材料不发生塑性变形及其以后产生的塑性断裂,不能防止脆性断裂尤其是低应力脆断;对构件的脆性断裂及材料的脆性断裂倾向的检测,依传统的设计方法,比较难以解决。
为此,还须对材料的塑性指标δ、ψK、冲击韧性αK、冷脆转变温度T K指标等作一定的要求(根据经验及积累的大量数据资料)。
实验证明,该法行之有效。
然而据经验,由于对各种服役条件不能完全地定性确认,对于一些构件(尤其是中、小截面的构件)的设计,常提出过高要求,形成浪费(原材料、机械加工均以吨来计算产量,以及能耗、人力运输等);而一些高强度材料(ζb>1000kgl/mm2)及重型、大型截面构件,该法又不完全安全可靠。
曾发生①火箭发动机壳体(高强钢),其αK值合格,而水压试验时脆断;②120T氧气项吹转炉主轴(40C r)发生突然断裂(在使用61次后)的重大事故。
一般地,工作应力远低于ζ0.2发生的脆性断裂,叫低应力脆断,常导致重大安全事故。