BD SPORTS机械设备维修的基本概念doc金属零件的断裂(1)应力腐蚀断裂。金属材料在拉应力和特定的腐蚀介质联合作用下引起的低应力脆性断裂称为应力腐蚀断裂。它的发生极为隐蔽,往往是事先无明显征兆,造成灾难性的事故bd半岛官网。研究表明,应力腐蚀断裂通常是在一定条件下才产生的: ①要在一定的拉应力作用下。一般情况下,产生应力腐蚀的拉应力都很低,普遍认为对于每一种材料与环境的组合,均存在一个拉应力临界值,低于这个应力临界值将不出现断裂。如果没有腐蚀介质的联合作用,机件可以在该应力下长期工作而不产生断裂。②腐蚀环境是特定的(包括介质种类、浓度、温度等)。对一种金属或合金材料,只有特定的腐蚀环境才会使其产生应力腐蚀断裂。上一页下一页返回 金属零件的断裂③金属材料本身对应力腐蚀断裂的敏感性,它取决于金属材料的化学成分和组织结构。应力腐蚀裂纹扩展机理有许多理论试图解释,如机械化学效应理论、闭塞电池腐蚀理论、表面膜破裂理论、氢蚀理论等,但尚无统一的看法。这主要是因为应力腐蚀断裂体系太大,影响因素复杂多样的缘故,以至于机理可以转变,用某一种理论模型是难以全面解释清楚的。上一页下一页返回 金属零件的断裂防止金属材料应力腐蚀的主要措施是合理选用材料,尽量使用对工作环境条件不敏感的材料;在金属结构设计上要合理,尽可能减少应力集中,消减残余应力;采取改善腐蚀环境的措施。(2)氢脆断裂。由于氢渗入钢件内部而在应力作用下导致的脆性断裂称为氢脆断裂。氢气的主要作用是其所产生的压力,它往往有助于某种断裂机制如解理断裂、晶界断裂等的进行。由于氢脆断裂也是裂纹萌生和扩展的过程,而裂纹的扩展速率受钢中的含氢量以及氢在钢中的扩散速度影响很大。氢在钢中的溶解度越小,其扩散系数越大,氢脆裂纹的扩展速率也就越大,即越容易发生氢脆断裂。上一页下一页返回 金属零件的断裂氢脆断裂在工程上是一种比较普通的现象,因而人们对氢脆机理进行了大量的研究,提出了多种理论。如其中的晶格脆化模型理论认为,高浓度的固溶氢可以降低晶界上或相界上金属晶体的原子间结合力,当局部应力等于已被氢降低了的原子间结合力时,原子间的键合就发生破坏,材料便产生脆性断裂。(3)高温蠕变断裂。金属材料在长时间恒温、恒应力作用下,即使应力小于屈服强度,也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。由于蠕变变形而导致断裂的现象称为蠕变断裂。蠕变在低温下也会产生,( Tm为热力学温度表示的熔点)时才较显著,故这种断裂又称为高温蠕变断裂。如高温高压工况下的螺栓紧固件,常因蠕变导致断裂破坏。上一页下一页返回 金属零件的断裂蠕变断裂宏观断口有明显氧化色或黑色,有时还能见到蠕变孔洞。蠕变微观断口多为沿晶断裂,无疲劳条痕。由于致使金属零件蠕变断裂失效的主要原因是应力、温度、时间和材料的耐热性等,因此,必须从设计、制造及使用维修中采取措施以提高蠕变断裂的抗力。例如,设计上避免应力集中和早期微裂纹产生;采用隔热涂层,避免局部工作温度过高,降低零件实际温度;制造中严格控制热加工工艺;制造和修理中采用表面强化或预防措施消除表面的缺陷。上一页下一页返回 金属零件的断裂(4)腐蚀疲劳断裂。金属材料在腐蚀介质环境中,在低于抗拉强度的交变应力的反复作用下所产生的断裂称为腐蚀疲劳断裂。这种断裂破坏在化工、石油和冶金工业中尤为常见