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断裂

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图一 
图一 
概要的延性破裂过程阶段
概要的延性破裂过程阶段
铝合金的锥杯形破裂 
铝合金的锥杯形破裂 
受拉伸应力延性破裂的实验样品 
受拉伸应力延性破裂的实验样品 

断裂(英语:fracture)指物体在力的作用下开裂分离成两个或多个部分。

断裂类型

延性断裂

延性断裂(英语:ductile fracture)是延性材料受力断裂的结果,断裂处有其独特的宏观及微观特征。相较于脆性断裂,延性断裂前会吸收较多能量并大幅塑性变形,通常会留下粗糙不规则的断口。常温下的纯,及高温的其他金属、高分子材料和无机玻璃,延性高,受张力拉伸时颈缩(necking)成一点才断裂,面积收缩百分比(percentage of area reduction)近乎100%。同样受张力拉伸,一般中等延性的金属颈缩至一特定面积后便会断裂,颈缩开始后,中心出现空孔,接者继续变形,空孔持续加大且合并成裂缝,裂缝大致垂直于拉力成长,直至断裂形成。若裂缝与张力轴约成45度,实验样品的一方凹陷,另一方突出,则称作锥杯形断裂(cone and cup fracture),呈现棉絮状表面,为塑性形变的一特征。以高倍率电子显微镜观察棉絮状表面处,可观察到连绵不断的凹坑(dimple),凹坑为空孔的一半,因承受单轴拉伸应力产生空孔后分离而成。

脆性断裂

脆性断裂(英语:brittle fracture),是指一个脆性的物质在受到拉力作用至断裂,断裂瞬间原物质没有显著的形变现象,如长度上或是体积上的变化量不大。其脆性物质通常伴随着高强度,即要使物质断裂需要相当大的拉力。脆性物质包括了大多数的玻璃陶瓷,还有一些高分子物质。至于像是铁在低温时也会表现出脆性。和有延性物质相比,脆性物质断裂面处相对比较平整。

断裂强度

断裂强度(英语:fracture strength)指材料断裂时的应力。一般通过对试样做拉伸试验,绘制应力-应变曲线,来获得材料的断裂强度。延性材料的断裂强度小于其极限抗拉强度,而脆性材料的断裂强度则等于其极限抗拉强度。

参考文献

外部链接

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