材料k1c是什么意思(K11材料)

博主:adminadmin 2023-03-03 05:54:01 條評論
摘要:今天給各位分享材料k1c是什么意思的知識,其中也會對K11材料進行解釋,現在開始吧!鋼材的常規機械性能主要包括那四種?常說的鋼材的機械性能主要有:...

今天給各位分享材料k1c是什么意思的知識,其中也會對K11材料進行解釋,現在開始吧!

鋼材的常規機械性能主要包括那四種?

常說的鋼材的機械性能主要有:彈性、塑性、剛度、時效敏感性、強度、硬度、沖擊韌性、疲勞強度和斷裂韌性等。彈性:金屬材料受外力作用時產生變形,當外力去掉后能恢復其原來形狀的性能。塑性:金屬材料在外力作用下,產生永久變形而不致引起破壞的能力。剛度:金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力。強度:金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。硬度:金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內的能力。沖擊韌性:金屬材料抵抗沖擊載荷作用下斷裂的能力。疲勞強度:當金屬材料在無數次重復活交變載荷作用下而不致引起斷裂的最大應力。斷裂韌性:用來反映材料抵抗裂紋失穩擴張能力的性能指標。

材料k1c是什么意思(K11材料)

材料應力腐蝕的材料應力腐蝕抗力指標及測試方法

早期對應力腐蝕開裂的研究是采用光滑試樣,在特定介質中于不同應力下測定金屬材料的滯后破壞時間。用這種方法已積累了大量的數據,對于了解應力腐蝕破壞問題起了一定作用。但還有很多不足之處,主要有:

(1)因數據分散,有時可能得出錯誤的結論。

(2)不能正確得出裂紋擴展速率的變化規律。

(3)費時,且不能用于工程設計。

現在對應力腐蝕的研究,都是采用預制裂紋的試樣。將這種試樣放在一定介質中,在恒定載荷下,測定由于裂紋擴展引起的應力強度因子K隨時間的變化關系(具體測試方法將在下面介紹),據此得出材料的抗應力腐蝕特性。

例如圖5-1所示Ti-8Al-1Mo-1V,其K1c=100MPa.m1/2。在3.5%鹽水中,當初始K值僅為40MPa.m1/2時,僅幾分鐘試樣就破壞了。如果將值K稍微降低,則破壞時間可大大推遲。當K值降低到某一臨界值時,應力腐蝕開裂實際上就不發生了。這一K值我們稱之為應力腐蝕門檻值,以K1SCC表示(SCC是Stress Corrosion Cracking的縮寫)。

(1)KK1SCC時,在應力作用下,材料或零件可以長期處于腐蝕環境中而不發生破壞。

(2)K1SCCKK1C時,在腐蝕性環境和應力共同作用下,裂紋呈亞臨界擴展,隨著裂紋不斷增長,裂紋尖端K值不斷增大,達到K1C時即發生斷裂。

(3)KK1C時,加上初始載荷后立即斷裂。盡管初始K值不同,裂紋擴展速率和斷裂時間也不同,但材料的最終破壞都是在K=K1C時發生的。

應該指出,高強度鋼和鈦合金都有一定的門檻值K1SCC,但鋁合金卻沒有明顯的門檻值,其門檻值只能根據指定的試驗時間而定。一般認為對于這類試驗的時間至少要1000小時,使用這類K1SCC數據時必須十分小心。特別是如果所設計的工程構件在腐蝕性環境中應用的時間比產生K1SCC數據的試驗時間長時,更要小心。

除了用K1SCC來表示材料的應力腐蝕抗力外,也可測量裂紋擴展速率da/dt。

下面簡單介紹應力腐蝕破裂的測試方法。

一種是載荷恒定,使K1不斷增大的方法,最常用的是恒載荷的懸臂梁彎曲試驗裝置。另一種測定K1SCC的方法是位移恒定,使K1不斷減少,用緊湊拉伸試樣和螺栓加載。

這兩種方法各有其優缺點。用懸臂梁彎曲方法可得到完整的K1初始-斷裂時間曲線,能夠較準確的確定K1SCC,缺點是所需試樣較多。恒位移法不需特殊試驗機,便于現場測試,原則上用一個試樣即可測定K1SCC值,缺點是裂紋擴展趨向停止的時間很長。當停止試驗時,擴展的裂紋前沿有時不太規整,在判定裂紋究竟是擴展了還是已停止擴展發生困難,因此在計算K1SCC時就有一定誤差。

這是什么材料的

這種材料相當于高級優質合金鋼 30Cr2Ni4Mo ,它調質后具有高于1000MPa的強度 ,有很優秀的斷裂韌性:K1c120MNm^-3/2以上,延伸率大于14%,斷面收縮率大于40%,V型缺口沖擊功大于大于34J,可在高應力、高疲勞、希望零件重量輕、環境溫度在5——350C的條件下并且不惜高成本的情況下使用。

是否可以解決您的問題?

材料的韌性能不能衡量斷裂時所需的能量的大???

材料的韌性是斷裂時所需能量的度量。描述材料韌性的指標通常有兩種:

(1)沖擊韌性aK (單位為MJ/m2)

沖擊韌性是在沖擊載荷作用下,抵抗沖擊力的作用而不被破壞的能力。

通常用沖擊韌性指標aK來度量。aK是試件在一次沖擊實驗時,單位橫截面積(m2)上所消耗的沖擊功(MJ),其單位為MJ/m2。

aK值越大,表示材料的沖擊韌性越好。

標準沖擊試樣有兩種,一種是常用的梅氏試樣(試樣缺口為U型);另一種是夏氏試樣(試樣缺口為V型)。

同一條件下同一材料制作的兩種試樣,其梅氏試樣的aK值顯著大于夏氏試樣的aK值,所以兩種試樣的aK值不能互相比較。

夏氏試樣必須注明aK(夏)。

實際工作中承受沖擊載荷的機械零件,很少因一次大能量沖擊而遭破壞,絕大多數是因小能量多次沖擊使損傷積累,導致裂紋產生和擴展的結果。所以需采用小能量多沖擊作為衡量這些零件承受沖擊抗力的指標。

實踐證明,在小能量多次沖擊下,沖擊抗力主要取決于材料的強度和塑性。

(2)斷裂韌性K1 (單位為J/m)

在實際生產中,有的大型傳動零件、高壓容器、船舶、橋梁等,常在其工作應力遠低于S的情況下,突然發生低應力脆斷。

通過大量研究認為,這種破壞與制件本身存在裂紋和裂紋擴展有關。

實際使用的材料,不可避免地存在一定的冶金和加工缺陷,如氣孔、夾雜物、機械缺陷等,它們破壞了材料的連續性,實際上成為材料內部的微裂紋。

在服役過程中,裂紋擴展的結果,造成零件在較低應力狀態下,即低于材料的屈服強度,而材料本身的塑性和沖擊韌性又不低于傳統的經驗值的情況下,發生低應力脆斷。

材料中存在的微裂紋,在外加應力的作用下,裂紋尖端處存在有較大的應力集中和應力場。 斷裂力學分析指出,這一應力場的強弱程度可用應力強度因子K1來描述。

隨應力的增大,K1也隨之增大,當K1增大到一定值時,就可使裂紋前端某一區域內的內應力大到足以使裂紋失去穩定而迅速擴展,發生脆斷。這個K1的臨界值稱為臨界應力強度因子或斷裂韌性,用K1C表示,單位為J/m。它反映了材料抵抗裂紋擴展和抗脆斷的能力。材料的斷裂韌性K1C與裂紋的形狀、大小無關,也和外加應力無關,只決定于材料本身的特性(成分、熱處理條件、加工工藝等),是一個反映材料性能的常數

J/M是單位寬度上吸收的能量;試條一般是直立的,做懸臂梁測試;KJ/M2是單位面積上吸收的能量;試條一般是平放的,做簡支梁測試.不同的測試是沒有互換方法的.如果同一個測試,要用2種單位表達的話,1000(J/m)/(0.01016m),結果即為以KJ/M2為單位的數值.

為什么要研究材料的斷裂韌性

斷裂韌性

廣義的斷裂韌性,表征材料的斷裂特性[21]。在斷裂力學基礎上建立起來的材料抵抗裂紋擴展斷裂的韌性性能稱為斷裂韌性。斷裂韌性與其它韌性性能一樣,綜合反映了材料的強度和塑性,在防止低應力脆斷選用材料時,根據材料的斷裂韌性指標,可以對構件允許的工作應力和裂紋尺寸進行定量計算。因此,斷裂韌性是斷裂力學認為能反映材料抵抗裂紋失穩擴展能力的性能指標,對構件的強度設計具有十分重要的意義。

金屬在擠壓成形時,如果工藝參數選用不當,往往導致組元金屬的韌性斷裂.

K1c的測試與常規的力學性能測試相比,要復雜些,因此人們總是希望從已知的常規力學性能數據,能預測出K1c來。為了解K1c的本質,K1c是否為材料獨立的力學性能指標,必須尋找K1c和其它基本力學性能間的關系。

斷裂韌性測量系統/對于韌性斷裂,一般認為,在一臨界距離l0*的范圍內其應變達到了某一臨界應變值就發生斷裂。

比較沖擊韌度 ak,斷裂韌度 kic 的異同點和它們用來衡量材料韌性的合理性

而用試樣缺口處的截面積F去除Ak,可得到材料的沖擊韌度(沖擊值)指標,即ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2。 因此,沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。 一般把ak值低的材料稱為脆性材料,ak值高的材料稱為韌性材料。 ak值取決于材料及其狀態,同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感,如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低;同種材料的試樣,缺口越深、越尖銳,缺口處應力集中程度越大,越容易變形和斷裂,沖擊功越小,材料表現出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣,其ak或Ak值不能直接比較。 材料的ak值隨溫度的降低而減小,且在某一溫度范圍內,ak值發生急劇降低,這種現象稱為冷脆,此溫度范圍稱為“韌脆轉變溫度(Tk)”。 斷裂韌性 表征材料阻止裂紋擴展的能力,是度量材料的韌性好壞的一個定量指標。在加載速度和溫度一定的條件下,對某種材料而言它是一個常數。當裂紋尺寸一定時,材料的斷裂韌性值愈大,其裂紋失穩擴展所需的臨界應力就愈大;當給定外力時,若材料的斷裂韌性值愈高,其裂紋達到失穩擴展時的臨界尺寸就愈大。

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