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關于承壓設備的破壞形式分爲哪幾類

  金屬等材料構件的斷口一般由纖維區F、放射區R和剪切唇S三個區域組成,這三個區域通常被稱作斷口三要素。比如光滑圓柱金屬棒在室溫下承受靜載拉伸作用,所呈現的典型破裂斷口形貌,整個斷口呈杯錐C狀。具體形貌特征爲:
  1、纖維區
  纖維區位于斷口中央,呈粗糙的纖維狀圓環形花樣。纖維區是裂紋形成並緩慢擴展的區域。當拉伸載荷産生的應力大于強度範圍時試件産生縮頸,由于缺口效應在縮頸處將産生應力集中,並出現三向應力。在三向應力作用下,裂紋先在截面中心部位的某些非金屬夾雜物、缺陷等處形成,並不斷擴大、連接,使夾雜物之間的基體金屬産生內縮頸,拉斷夾雜物或使之與基體金屬分離,形成顯微空洞。在進一步受拉伸直到斷裂的過程中,纖維區底部的晶粒被拉長得像“纖維”一樣,顯微空洞被拉斷成兩半,在斷面上形成‘韌窩”和鋸齒”。小鋸齒的斜面與拉力呈45°,說明纖維區的形成實質上是切應力作用下的斷裂。但纖維鋸齒狀斷口形成的總斷面是和拉力載荷垂直的。該區塑性變形較大,表面粗糙不平,呈暗灰色。
  2、放射區
  放射區在纖維區的四周,其基本特點是有放射花樣或放射線。放射區是裂紋擴展的區域,放射線平行于裂紋擴展的方向,而且垂直于裂紋前端輪廓線,各放射線另一端共同指向裂紋起始位置。放射花樣也是由材料的剪切變形造成的,不過它與纖維區的剪切斷裂不同,是在裂紋達臨界尺寸後低能量撕裂的結果。這時,材料的宏觀塑性變形量很小,表現爲脆性斷裂。但在微觀局部區域仍有很大的塑性變形。放射形花樣是剪切型低能量撕裂的一種標志。沿晶斷裂和解理斷裂一般包括在破壞的放射區內。因爲這類斷裂塑性變形很小,所以斷口的放射線細。材料越脆,放射線越細,直至消失。
  3、剪切唇
  剪切唇在斷裂過程的階段形成,表面平滑,與拉應力方向呈45°,通常稱爲“拉邊”。在剪切唇區域,裂紋也快速擴展,但材料的塑性變形量很大,是韌性斷裂區。
  一般工程結構斷口都有“三要素”及大體相同的形貌。但是,當結構尺寸、形狀及材料性能以及受力狀態、加載速度和工作溫度不同時,斷口三個區域的形態、大小和相對位置都會發生變化。材料強度加強,塑性下降,則放射區所占比例增加;結構斷面尺寸增加,放射區增加而纖維區變化不大;缺口的存在不但改變了斷口中各區所占比例,而且改變了各區的分布。例如缺口圓柱試樣先從缺口處形成裂紋,斷裂區在心部;平板試件的纖維區呈橢圓形,放射區的花樣呈人字形,人字形花樣指向裂源;沖擊斷裂的斷口,其三個區不呈同心分布,而是依沖擊方向依次分布等。
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