材料的常规力学性能测试 |
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材料的常规力学性能测试
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材料的常规力学性能测试-压缩、韧性试验（二） 压缩试验 韧性试验 意义 取样原则 研究进展 2021-12-13 14:45:02 0 1728 压缩试验 试样破坏时的最大压缩载荷除以试样的横截面积，称为压缩强度极限或抗压强度。压缩试验主要适用于脆性材料，如铸铁、轴承合金和建筑材料等。对于塑性材料，无法测出压缩强度极限，但可以测量出弹性模量，比例极限和屈服强度等。与拉伸试验相似，通过压缩试验可以作出压缩曲线。断裂韧性试验 断裂韧性试验是一种评定含裂纹体材料的断裂性能的试验。强度概念认为:外力达到屈服强度时，材料产生塑性变形，外力达到抗拉强度 R时，材料产生断裂破坏，对于含裂纹体的材料，则产生低于屈服强度的脆性断裂。断裂韧性是一种以能量为基本参量的性能指标，它和材料内裂纹的状态和深浅度密切相关，它可为含裂纹体材料提供定量的性能指标。01 断裂韧性测试意义 裂纹(缺陷)是造成构件低应力脆断的原因，断裂力学即为研究物体强度和裂纹扩展规律的一门学科，即断裂韧性，是断裂力学认为一种能反映材料抵抗裂纹扩展的能力的性能指标。02 三种裂纹类型 Ⅰ.张开型 Ⅱ.滑开型 Ⅲ.撕开型03 断裂韧性参数的特点 这些表征材料韧性高低的参数与外加载荷、试样尺寸及缺陷尺寸间有定量关系。知道任何两个参数，即能预计第三者。从而可对安全分析、事故分析、寿命估算、缺陷评定标准等进行定量计算，并可用于安全设计、材料选择、材料和工艺研究等各方面。几种常用的断裂韧性试验① 平面应变断裂韧度KIc试验KIc是材料常数，单位为kgf/mm(或MN/m)。KIc越高，材料的韧性越好。KIc试验适用于高强度脆性材料。② 应力腐蚀临界强度因子KISCC试验 在腐蚀介质中，如裂纹顶端的应力强度因子KISC＜KISCC,裂纹不扩展。单位同KIc。1975年美国海军研究试验室制定了“金属材料平面应力腐蚀开裂抗力标准试验法”。③ 裂纹顶端临界张开位移δc试验 裂纹顶端张开位移（图4）是裂纹顶端塑性应变程度的度量，当达临界值时，裂纹扩展而导致试样断裂。δc越高，材料的断裂韧性越好，单位为mm。此方法适用于中强度高韧性材料。04 取样原则 05 研究进展 一、香港大学黄明欣教授和美国劳伦斯伯克利国家实验室Robert O. Ritchie教授（共同通讯作者）团队等人带领下，超强钢可以实现特殊的损伤容限，并采用简单的成分和具有成本效益的加工路线进行制造。研究表明，提高屈服强度并不会对韧性产生不利影响，相反，它可以促进分层增韧机制的激活，从而大大提高了韧性。具体来说，超高屈服强度使得能够在垂直于主断裂表面的界面处形成第二断裂模式，即分层裂纹。由于分层的发生，在断裂面附近发展出多条分离的层状韧带，为断裂提供了额外的能量释放速率，同时也增强了裂纹尖钝化，共同提高了整体的断裂韧性。这种分层增韧与变形诱导塑性（TRIP）增韧相结合的增韧过程很少在结构材料中同时实现。这种组合使钢材具有了强度、延展性和韧性的奇妙组合。相关成果以题为“Making ultrastrong steel tough by grain-boundary delamination”发表在了Science。本文由e测试整理，未经允许，禁止转载。 |
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