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法兰锻件网:锻件韧性断裂的外部影响因素

来源:法兰锻件网 责任编辑:法兰锻件网 有 144 人浏览 日期:2019-11-28 放大字体  缩小字体

文章摘要:在锻件塑性成形中,整个断裂过程是一个很复杂的过程,其断裂不仅与材料化学成分、组织状态及初始缺陷有关,而且与加工工艺有很大

在锻件塑性成形中,整个断裂过程是一个很复杂的过程,其断裂不仅与材料化学成分、组织状态及初始缺陷有关,而且与加工工艺有很大关系,如应力状态、应变状态、应变速率、摩擦与成形温度等对材料成形质虽有着很大的影响。此外,材料参数如应变硬化、空穴体积分数以及第二相粒子等都会对材料的断裂产生影响。应力-应变状态、变形温度等外部因素对材料断裂的影响规律如下。
 
1.应力状态对韧性断裂的影响规律
 
大量的工业生产和科学研究表明,锻件在压应力状态下能呈现出较好的塑性,不易发生韧性断裂破坏。通常,在塑性理论中通过静水应力来反映压应力水平,静水应力越小,则材料在成形中表现出越好的塑性加工性能,如常见的镦粗、挤压过程;而对于锻件材料的拉伸过程,锻件局部的静水应力为正值且数值较大,容易导致断裂;在空洞长大与聚合过程中,若应力三轴度越大,则空洞生长越快,而当拉应力较小时,即应力三轴度较小时,空洞的生长与聚合过程将变缓,从而抑制了锻件开裂的发生。
锻件
 
2.塑性变形对韧性断裂的影响规律
 
在锻件的成形过程中存在一临界值,当塑性变形贵达到该值时,一些微小夹杂物会产生破裂现象,或者会使某些第二相质点与机体本身产生分离,甚至产生微空洞,而后微空洞会逐渐长大并发生汇聚融合,最终导致断裂的发生。研究表明,微空洞数量随塑性变形量的增大而增加,且先缓慢增加(近乎于线性关系),而当塑性变形量达到某一临界值时,空洞数量则会迅速增加,且增加的速率与材料本身属性有关。
 
3.温度对韧性断裂的影响规律
 
在锻件的高温塑性成形过程中,随着变形温度的升高,材料的流变抗力与抗拉强度都会减小,反之则会增大。从微观变形来讲,材料内部的位错滑移与剪切、动态再结晶及回复、相变等物理过程等都会受到成形温度的影响,温度的升高会促进晶粒长大,也会使热激活能上升,最终又通过微观组织的变形行为影响材料变形过程中的损伤程度及断裂过程。

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关键词: 锻件
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