《工程材料力学性能》期末复习笔记(6)

B、氢脆理论：由于氢和应力的共同作用，而导致金属材料产生脆性断裂的现象，称为氢脆断裂（简称 氢脆），包括

（2）应力腐蚀断口特征：具有亚稳扩展区和最后瞬断区。亚稳扩展区可见腐蚀产物和氧化现象，常呈黑色和灰黑色，具有脆性特征。显微裂纹中常有分叉现象，呈枯树枝状。微观形貌：“泥状花样”的腐蚀产物和腐蚀坑。

3、应力腐蚀抗力指标

临界应力场强度因子Kiscc 、应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt

Q:应力腐蚀裂纹扩展分那几个阶段，这几个阶段特征？较平缓的是那个阶段？

第I阶段：当KI刚超过KI SCC时，裂纹经过一段孕育期后突然加速扩展，当da/dt-K曲线几乎与纵坐标平行。 第II阶段：曲线出现水平线段，da/dt与KI几乎无关。因为这时裂纹尖端发生分叉现象，裂纹扩展主要受电化学过程控制，故与材料和环境密切相关。

第III阶段：裂纹长度已接近临界尺寸，da/dt又明显依赖于KI，da/dt随KI而急剧增大，这时材料进入失稳扩展的过渡区。当KI达到KIc失稳扩展而断裂。

较平缓的是第二阶段。

Q: 如何判断某一零件的破坏是由应力腐蚀引起的?

答案：应力腐蚀引起的破坏，常有以下特点：

（1）、造成应力腐蚀破坏的是静应力，远低于材料的屈服强度，而且一舶是拉伸应力。

由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。

（2）、应力腐蚀造成的破坏，是腕性断裂，没有明显的塑性变形。

（3）、只有在特定的合金成分与特定的介质相组合时才会造成应力腐蚀。

（4）、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般在10-9一10-6m/s，有点象疲劳，是渐进缓慢的，这种亚临界的扩展状况一直达到某一临界尺寸，使剩余下的断面不能承受外载时，就突然发生断裂。

（5）、应力腐蚀的裂纹多起源于表面蚀坑处，而裂纹的传播途径常垂直于拉力轴。

（6）、应力腐蚀破坏的断口，其颜色灰暗，表面常有腐蚀产物，而疲劳断口的表面，如果是新鲜断口常常较光滑，有光泽。

（7）、应力腐蚀的主裂纹扩展时常有分枝。但不要形成绝对化的概念，应力腐蚀裂纹并不总是分技的。

（8）、应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂，也可以是晶间断裂。如果是穿晶断裂，其断口是解理或准解理的，其裂纹有似人字形或羽毛状的标记。

4、防止应力腐蚀的措施

A、合理选择金属材料；B、减少或消除机件中的残余拉应力；C、改善化学介质；D、采用电化学保护。

二、氢脆：由于氢和应力的共同作用，而导致金属材料产生脆性断裂的现象

1、氢在金属中存在形式：缺陷处以氢分子存在或者与金属元素作用生成氢化物。

2、氢脆类型及其特征

氢蚀:

白点（发裂）：当钢中含有过量的氢时，随着温度降低氢在钢中的溶解度减小。如果过饱和的氢未能扩散逸出，便聚集在某些缺陷处而形成氢分子。此时，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，而形成微裂纹。

氢化物致脆：对于ⅣB或ⅤB族金属，由于它们与氢有较大的亲和力，极易生成脆性氢化物，是金属脆化，这种现象称氢化物致脆

★延滞断裂：在特定外界条件下工作的机件，虽然所受应力低于材料屈服强度，但服役一定时间后，也可能发生突然脆断，这种与时间有关的低应力脆断，即为延滞断裂。

★静疲劳：静载荷与环境联合作用（腐蚀介质）下引起的延滞断裂，称为静载延滞断裂，或称为静疲劳。 Q: 何谓氢致延滞断裂？为什么高强度钢的氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现？ 答：氢致延滞断裂:高强度钢中固溶一定量的氢，在低于屈服强度的应力持续作用下，经过一段孕育期后，金属内部形成裂纹，发生断裂。

因为氢致延滞断裂的机理主要是氢固溶于金属晶格中，产生晶格膨胀畸变，与刃位错交互作用，氢易迁移到位错拉应力处，形成氢气团。当应变速率较低而温度较高时，氢气团能跟得上位错运动，但滞后位错一定距离。因此，气团对位错起“钉扎”作用，产生局部硬化。当位错运动受阻，产生位错塞积，氢气团易于在塞积处聚集，产生应力集中，导致微裂纹。若应变速率过高以及温度低的情况下，氢气团不能跟上位错运动，便不能产生“钉扎”作用，也不可能在位错塞积处聚集，产生应力集中，导致微裂纹。所以氢致延滞断裂是在一定的应变速率下和一定的温度范围内出现的。

3、 钢的氢致延滞断裂机理P135

氢致延滞断裂：这种由于氢的作用而产生的延滞断裂现象称为氢致延滞断裂

4、防止氢脆措施：A、环境因素；B、力学因素；C、材质因素

Q:如何识别氢脆与应力腐蚀？

答案：氢脆和应力腐蚀相比，其特点表现在：

（1）、实验室中识别氢脆与应力腐蚀的一种办法是，当施加一小的阳极电流，如使开裂加速，则为应力腐蚀；而当施加一小的阴极电流，使开裂加速者则为氢脆。

（2）、在强度较低的材料中，或者虽为高强度材料但受力不大，存在的残余拉应力也较小这时其断裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此处三向拉应力最大，氢浓集在这里造成断裂。

（3）、断裂的主裂纹没有分枝的悄况．这和应力腐蚀的裂纹是截然不同的。

（4）、氦脆断口上一般没有腐蚀产物或者其量极微。

（5）、大多数的氢脆断裂(氢化物的氢脆除外)，都表现出对温度和形变速率有强烈的依赖关系。氢脆只在一定的温度范围内出现，出现氢脆的温度区间决定于合金的化学成分和形变速率。

由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。

第七章 材料的磨损和接触疲劳

一、磨损概念、机制

1、★磨损：机件表面相接触并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑（松散的尺寸与形状均不想通过的碎屑），使表面材料逐渐流失（导致机件尺寸变化和质量损失），造成表面损伤的现象即为磨损。 分类：按照磨损机理分类：粘着磨损、莫利磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损(接触磨损)、腐蚀磨损、微动磨损 变形和断裂时机件整体变相和断裂机制，二磨损是发生在机件表面的过程。

★磨损过程三个阶段：（图7-1，P140）

A、 跑合阶段（磨合阶段）：无论摩擦双方硬度如何，摩擦双方逐渐磨平实际接触面积增大磨损率减小。

B、 稳定磨损阶段：大多数零件在此阶段内服役，在跑和阶段跑合的越好，稳定磨损阶段的磨损速率就越低。

C、 剧烈磨损阶段：摩擦副接触表面之间距离间隙增大机件表面质量下降，润滑膜被破坏引起剧烈振动。

2、 耐磨性：表征抵抗磨损能力大小的参量。

相对耐磨量ε=标准试样的磨损量/被测试样的磨损量；磨损系数=1/ε;

二、磨损模型

1、粘着磨损

（1）、机理

粘着磨损：由于零件表面某些接触点在高的局部压力下发生粘合，在相互滑动时，粘着点又被剪切分开，接触面上有金属磨屑被拉拽出来，这种过程反复进行很多次，便导致了表面的损伤。

粘着：是原子间的键合作用。

★粘着磨损机制： 摩擦副之间表面总会存在局部凸起，实际接触点局部应力引起塑性变形，使两接触面的原子产生粘着。粘着点从软的一方被剪断转移到硬的一方金属表面，随后脱落形成磨屑。旧的粘着点剪断后，新的粘着点产生，随后也被剪断、转移。如此重复，形成磨损过程。

特征：粘着磨损过程中 …… 此处隐藏：2688字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……