第3章-焊接结构断裂性能VIP免费

焊接结构第三章焊接结构断裂性能本章学习要点知识要点掌握程度相关内容金属材料脆性断裂了解脆性断裂的特征，掌握金属材料断裂的机制、形态，熟悉金属材料脆性断裂的影响因素。低温、快速、无塑性变形；脆性断裂、延性断裂和韧性-脆性断裂；应力状态、温度、加载速度、材质状态和厚度。焊接结构脆性断裂掌握焊接结构和制造工艺特点，熟悉其对脆性断裂的影响。刚性大、整体性强；应变时效、金相组织、焊接缺陷、残余应力。抗开裂性能和止裂性能了解焊接结构的设计准则，熟悉抗开裂性能和止裂性能，及其试验方法。引发临界温度、止裂临界温度；Wells宽板拉伸试验、断裂韧性试验、Niblink试验；落锤试验、动态撕裂试验、落锤撕裂试验。焊接结构脆断的预防措施熟悉正确选用焊接结构材料的方法，掌握焊接结构合理设计的原则。尽量减少应力集中、尽量降低结构刚度、不采用过厚板材、重视次要焊缝的设计焊接结构安全评定了解焊接结构安全评定的作用，熟悉焊接结构安全评定方法，掌握评定过程和具体程序。“合于使用”原则及其作用；面型缺陷评定方法，体型缺陷评定方法。晶间断裂晶内断裂图各种断裂微观形貌解理型断口穿晶韧窝断裂序言：焊接结构应用的数十年间，为人类文明做出了巨大的贡献，这是不可磨灭的。但是，由于人类对于焊接结构的特性认识不足，制造工艺不当，维护不及时，历史上也出现过一些灾难性的事故。因此，焊接工作者尤其应该深刻汲取历史留给人们的惨痛教训，发挥自身的聪明才智，更为科学合理地利用资源，保护环境，创造更加辉煌的未来！易发生脆断的几种典型结构桥梁——工况：冬季寒风、超载重载车辆、伴随较强振动（冲击性）；舰船——工况：冰雪季节、动荡加载或与冰块频繁撞击；压力容器——工况：承受高压载荷、内部装载低温介质或裸露在低温环境。工况特点：低温、高应力（集中）、动载荷！制造这类产品时，应高度重视！断裂：金属材料受力后局部变形量超过一定限度时，原子间的结合力受到破坏，从而萌生微裂纹，继而发生扩展使金属断开，是材料失效的主要形式之一。断裂脆性断裂延性断裂(塑性断裂、韧性断裂)3.1.1研究脆断的意义TITANIC断裂事故1912年当年最为豪华、号称永不沉没的Titanic首航沉没于冰海，成了20世纪令人难忘的悲惨海难。1985年以后，探险家们数次潜到12612英尺的海底研究沉船，起出遗物。1995年2月美国《PopularScience》杂志发表了RCannon的文章，标题是“whatreallysankthetitanic”，付标题是”为什么不会沉没的船在撞上一个冰山后3小时就沉没了？一项新的科学研究回答了80年未解之谜“。由于早年的Titanic号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。所以，冲击试样是典型的脆性断口。近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。Titanic号钢板和近代船用钢板的冲击试验结果1968年4月，高强度钢制造球形容器，在最后耐压试验升压阶段发生破裂事故。德山球形容器脆断事故日本德山球形容器(2226m3)的脆断事故就是由于采用了过大的焊接线能量而造成的。该容器采用HT80高强钢焊接，板厚为30mm，焊后进行水淹试验时破裂。按工艺规定，应采用的焊接线能量为48kJ/cm，但由于冬季施工，焊接时采用的预热温度偏高，焊接线能量也偏大，事故分析表明，脆断起源点的焊接线能量为80kJ/cm，大大超过了规定的线能量，致使焊缝和热影响区的韧性显著降低。3.1.2脆性断裂的特征几乎没有塑性变形，具有突然破坏的性质；脆断时所需能量小，破坏应力往往低于材料的屈服强度，属于低应力破坏；裂纹扩展速度快，瞬时扩展到结构大部分或全体，直至断裂。断裂不易发现和预防。脆断对温度条件敏感，即所谓的金属冷脆现象；通常在较低温度下发生。本节提要：具体分析金属脆断的影响因素时，又可从总体上将它们分为内因和外因。本节的任务就是：1)通过对脆断影响因素的深入分析，全面认识脆断的本质与产生机理；2)学会使用应力状态图综合判定金属的断裂性质及相关问题。3.2.1金属材料断裂的机制和形态3.2.1.1脆性断裂脆性断裂：沿一定结晶面劈裂的解理断裂及晶界断裂。脆性断裂的微观机制有解理断裂和晶间断裂。解理断裂是材料在正应力...