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鋼材衝擊韌性是材料在斷裂(lie)前單位體積(ji)所吸收(shou)的總能量。包括(kuo)彈性和非彈性,反應了鋼材的塑性變形(xing)能力。(衝擊韌性是抵抗衝擊荷載(zai)的能力,鋼材強度越高,韌性越低,則脆性越大。)
鋼材的疲(pi)勞(lao)是微觀(guan)裂(lie)紋在連(lian)續(xu)重(zhong)複(fu)荷載(zai)的作用(yong)下不斷擴展直至斷裂(lie)的脆性破壞(huai)。(鋼材的疲(pi)勞(lao)強度主要取(qu)決於構造狀(zhuang)況(kuang)(應力集中程度和殘餘(yu)應力),作用(yong)的應力幅(fu)以(yi)及(ji)反複(fu)荷載(zai)的循環次數,而與鋼材的靜力強度無關。)
(1) 化學成分(碳、硫和磷、氧和氮、矽和錳、釩和鈦、銅各自(zi)的影響在p19);(2)冶金缺陷【鋼材常見的冶金缺陷包括(kuo)偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂(lie)紋及(ji)分層等。】
(3)鋼材的硬化
時效硬化(老化):在高溫時熔於鐵(tie)中少(shao)量的氮和碳,隨(sui)著(zhou)時間的增長逐漸(jian)從(cong)固(gu)熔體中析出,生成氮化物(wu)和碳化物(wu),散(san)存(cun)在鐵(tie)素體晶(jing)粒(li)的滑動麵上對晶(jing)粒(li)的塑性滑動起(qi)到遏製(zhi)作用(yong),從(cong)而使鋼材的強度提高,塑性韌性下降。
冷作硬化(應變硬化):在冷加工時,使鋼材產生較大的塑性變形(xing)的情況(kuang)下,卸載(zai)後再加載(zai),鋼材的屈服點提高,塑性韌性降低的現象稱為冷作硬化。
應變時效硬化:在鋼材已(yi)產生一定的塑性變形(xing)後,隨(sui)著(zhou)時間的增長,N和C更容易析出,從(cong)而使已(yi)經冷作硬化的鋼材,又發生時效硬化現象,稱為應變時效硬化。
(4)溫度影響:總的趨(qu)勢是溫度升高,鋼材強度降低,應變增大;反之,溫度下降,鋼材強度會略有增加,同時鋼材會因塑性和韌性降低而變脆。(具體見p20,注意藍脆)
(5)應力集中:應力高峰區(qu)局部存(cun)在同號的雙(shuang)向(xiang)或三向(xiang)應力,鋼材變硬變脆;應力集中係數越大,鋼材變脆的傾向(xiang)越嚴重(zhong)。(應力集中係數:高峰區(qu)最大應力與平(ping)均應力的比值
(6)反複(fu)荷載(zai)作用(yong):結構的抗力和性能發生嚴重(zhong)變化,甚至疲(pi)勞(lao)破壞(huai)。