工程斷裂力學(xué)第六章new

1、第六章 裂紋擴(kuò)展 裂紋擴(kuò)展類型 裂紋擴(kuò)展可分為裂紋擴(kuò)展可分為失穩(wěn)擴(kuò)展和亞臨界裂紋擴(kuò)展失穩(wěn)擴(kuò)展和亞臨界裂紋擴(kuò)展兩種。兩種。 失穩(wěn)擴(kuò)展意味著最后的破壞，亞臨界裂紋擴(kuò)展則不然，失穩(wěn)擴(kuò)展意味著最后的破壞，亞臨界裂紋擴(kuò)展則不然， 若把導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展的原因去除，則亞臨界裂紋擴(kuò)展可若把導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展的原因去除，則亞臨界裂紋擴(kuò)展可 以很快地停止。亞臨界裂紋擴(kuò)展可依載荷種類和環(huán)境以很快地停止。亞臨界裂紋擴(kuò)展可依載荷種類和環(huán)境 介質(zhì)而分為介質(zhì)而分為蠕變裂紋擴(kuò)展、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展、應(yīng)力 腐蝕裂紋擴(kuò)展和腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展四種四種. . 亞臨界裂紋擴(kuò)展種類 載荷載荷 環(huán)境環(huán)境靜載靜載動(dòng)載動(dòng)載 惰性惰性蠕變?nèi)渥儥C(jī)械疲勞機(jī)械疲勞

2、 活性活性應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕腐蝕疲勞腐蝕疲勞 6-1 動(dòng)能與裂紋擴(kuò)展阻力 失穩(wěn)斷裂發(fā)生后，裂紋是不是一定擴(kuò)展直到整個(gè)失穩(wěn)斷裂發(fā)生后，裂紋是不是一定擴(kuò)展直到整個(gè) 結(jié)構(gòu)的破壞結(jié)構(gòu)的破壞?還是有可能停止擴(kuò)展還是有可能停止擴(kuò)展?這不僅依賴于準(zhǔn)則，這不僅依賴于準(zhǔn)則， 也與裂紋擴(kuò)展速度相關(guān)。也與裂紋擴(kuò)展速度相關(guān)。 裂紋擴(kuò)展，裂端附近的材料做了快速的運(yùn)動(dòng)。但裂紋擴(kuò)展，裂端附近的材料做了快速的運(yùn)動(dòng)。但 是裂紋擴(kuò)展多多少少在裂端區(qū)帶來了卸載，因此，動(dòng)是裂紋擴(kuò)展多多少少在裂端區(qū)帶來了卸載，因此，動(dòng) 態(tài)的態(tài)的G G或或K K要比靜態(tài)預(yù)測的臨界要比靜態(tài)預(yù)測的臨界G G或或K K來得小一些。來得小一些。 阻力曲線 裂紋擴(kuò)

3、展，裂端塑性區(qū)變裂紋擴(kuò)展，裂端塑性區(qū)變 大，阻力大，阻力R增加。虛線增加。虛線 AB是根據(jù)是根據(jù)Griffith理論預(yù)理論預(yù) 測的測的G，即靜態(tài)的，即靜態(tài)的G。實(shí)。實(shí) 際上，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)，際上，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)，G沿曲沿曲 線線AC變化，同時(shí)變化，同時(shí)R也不也不 再是平面應(yīng)變時(shí)的水平線，再是平面應(yīng)變時(shí)的水平線， 可能是如圖所指的曲線?？赡苁侨鐖D所指的曲線。 當(dāng)當(dāng)GR時(shí)，裂紋可能停時(shí)，裂紋可能停 止擴(kuò)展；若是止擴(kuò)展；若是G始終大于始終大于 R，則完全破壞必定發(fā)生。，則完全破壞必定發(fā)生。 裂紋擴(kuò)展速度，主要取決于裂紋的動(dòng)能 裂紋擴(kuò)展動(dòng)能 討論單位厚度的平板。當(dāng)裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展時(shí)，如果無討論單位厚度的平板。當(dāng)裂紋失

4、穩(wěn)擴(kuò)展時(shí)，如果無 其它能量消耗，在裂紋長度變量為其它能量消耗，在裂紋長度變量為a a時(shí)，一個(gè)裂端的動(dòng)時(shí)，一個(gè)裂端的動(dòng) 能能KE如下如下: : 考慮平面應(yīng)變的無限大平板有中心裂紋問題，失考慮平面應(yīng)變的無限大平板有中心裂紋問題，失 穩(wěn)斷裂的載荷是無限遠(yuǎn)處的穩(wěn)斷裂的載荷是無限遠(yuǎn)處的 ，斷裂剛發(fā)生時(shí)，斷裂剛發(fā)生時(shí) 的裂紋半長為的裂紋半長為a a0 0，則在失穩(wěn)斷裂的臨界點(diǎn)，有，則在失穩(wěn)斷裂的臨界點(diǎn)，有 : : 這里這里E E應(yīng)為應(yīng)為E E1 1，為方便起見寫為，為方便起見寫為E E。 a a daRGKE 0 )( cy )( E a GG c IC 0 2 裂紋擴(kuò)展動(dòng)能 設(shè)裂紋擴(kuò)展后，設(shè)裂紋擴(kuò)展后，

5、c仍不改變（恒載荷問題），則仍不改變（恒載荷問題），則 中心裂紋的總動(dòng)能由積分而得：中心裂紋的總動(dòng)能由積分而得： 式中積分符號前的式中積分符號前的2代表裂紋擴(kuò)展在兩端同時(shí)發(fā)生。因代表裂紋擴(kuò)展在兩端同時(shí)發(fā)生。因a aa a0 0，所以，所以 恒載荷下恒載荷下Griffith裂紋一旦擴(kuò)展，就不可能停止。裂紋一旦擴(kuò)展，就不可能停止。 E a G GR c IC 2 2 0 2 )()(2 0 aa E daRGKE c a a 裂紋止裂的方法 圖6-2 平面黏結(jié)高模量平板 （提高R） 圖6-3 鉚接同樣材料的加筋板 （降低G) 使用上述兩種阻止裂紋擴(kuò)展的方法必須考慮具體情況。因使用上述兩種阻止裂紋擴(kuò)

6、展的方法必須考慮具體情況。因 為焊接處和鉚釘處容易產(chǎn)生裂紋源，如果是變動(dòng)載荷或載為焊接處和鉚釘處容易產(chǎn)生裂紋源，如果是變動(dòng)載荷或載 荷方向有利于裂紋源擴(kuò)展或萌生裂紋，則有可能阻止一個(gè)荷方向有利于裂紋源擴(kuò)展或萌生裂紋，則有可能阻止一個(gè) 裂紋擴(kuò)展，反而產(chǎn)生其它裂紋，可能得不償失。裂紋擴(kuò)展，反而產(chǎn)生其它裂紋，可能得不償失。 6-2 失穩(wěn)斷裂的裂紋擴(kuò)展率 失穩(wěn)斷裂發(fā)生后，裂紋擴(kuò)展速率究竟有多大呢失穩(wěn)斷裂發(fā)生后，裂紋擴(kuò)展速率究竟有多大呢?Mott于于1948年用無量年用無量 綱分析法作了初步估計(jì)，假設(shè)位移分量可寫成：綱分析法作了初步估計(jì)，假設(shè)位移分量可寫成： 這里這里c c1 1和和c c2 2是無量綱

7、的比率數(shù)，對時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，可是無量綱的比率數(shù)，對時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，可 得：得： 由動(dòng)能定義：由動(dòng)能定義： 此處的此處的是質(zhì)量密度。是質(zhì)量密度。 Eacv Eacu c c / / 2 1 Eacv Eacu c c / / 2 1 dxdyvuKE)( 2 1 22 于是：于是： 因?yàn)槠桨搴艽螅藭r(shí)唯一的長度參數(shù)是裂長參數(shù)因?yàn)槠桨搴艽?，此時(shí)唯一的長度參數(shù)是裂長參數(shù)a，由量綱分析，由量綱分析 知上式中的積分項(xiàng)必須與知上式中的積分項(xiàng)必須與a2成正比。引入比例常數(shù)成正比。引入比例常數(shù)，則：，則： 考慮到：考慮到： 得：得： dxdycc E aKE c )( 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 22

8、 2 1 E aaKE c )1 ( 2 0 a aE a 2 0 2 )()(2 0 aa E daRGKE c a a 這就是裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的速度公式 失穩(wěn)斷裂的裂紋擴(kuò)展率 這里這里 剛好是聲速，即材料縱向波的速度。若剛好是聲速，即材料縱向波的速度。若 ， 則：則： 的終端速度。的終端速度。 對脆性斷裂，由實(shí)驗(yàn)測得對脆性斷裂，由實(shí)驗(yàn)測得 和和 的關(guān)系如圖所示，的關(guān)系如圖所示， 大約等于大約等于0.38。所以上式可改寫成：。所以上式可改寫成： 簡化關(guān)系：簡化關(guān)系： /Ea s va 2 s va/ 0 /aa 2 )/1(38.0 0 aava s 幾種材料的裂紋擴(kuò)展率 材料材料 玻璃玻璃 5

9、20015000.29 鋼（脆性斷鋼（脆性斷 裂）裂） 5000100014000.20.28 人造纖維人造纖維 11004000.37 )/(smvs )/(sm a s va/ 如果材料韌度高些，則如果材料韌度高些，則 值將小些。以一般常用值將小些。以一般常用 鋼管為例，其強(qiáng)度較低，但韌性高，鋼管為例，其強(qiáng)度較低，但韌性高， 值大約值大約0.04， 相當(dāng)于相當(dāng)于 有有200米以上的擴(kuò)展率。失穩(wěn)斷裂時(shí)間要是有米以上的擴(kuò)展率。失穩(wěn)斷裂時(shí)間要是有 0.1秒，那么鋼管裂紋至少可擴(kuò)展到秒，那么鋼管裂紋至少可擴(kuò)展到20米，破壞是非常米，破壞是非常 嚴(yán)重的。若是鋼發(fā)生脆性斷裂，嚴(yán)重的。若是鋼發(fā)生脆性斷裂

10、，例如極寒帶的天然氣例如極寒帶的天然氣 管道，一旦破裂，一秒即可形成長達(dá)數(shù)百米至一千米管道，一旦破裂，一秒即可形成長達(dá)數(shù)百米至一千米 的裂紋。的裂紋。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要采取加固和止裂的措施；因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要采取加固和止裂的措施； 在選材時(shí)，也要選用具有較好止裂性能的鋼材。在選材時(shí)，也要選用具有較好止裂性能的鋼材。 s va/ s va/ a 習(xí) 題 1.試求雙懸臂梁試件的動(dòng)能。試求雙懸臂梁試件的動(dòng)能。 2.2.若將半無限大平板的自由邊界垂直劈開，則形成了若將半無限大平板的自由邊界垂直劈開，則形成了 單邊裂紋。試求劈開后的裂紋擴(kuò)展率和加速率。單邊裂紋。試求劈開后的裂紋擴(kuò)展率和加速率。 6-3 疲勞

11、破壞 構(gòu)件經(jīng)歷了裂紋萌生期和亞臨界裂紋擴(kuò)構(gòu)件經(jīng)歷了裂紋萌生期和亞臨界裂紋擴(kuò) 展兩大階段。構(gòu)件壽命就是指這兩段時(shí)間的總和展兩大階段。構(gòu)件壽命就是指這兩段時(shí)間的總和。 疲勞設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)方面。疲勞設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)方面。 疲 勞 什么是疲勞什么是疲勞?簡單說就是指當(dāng)結(jié)構(gòu)在循環(huán)或交變應(yīng)力下，簡單說就是指當(dāng)結(jié)構(gòu)在循環(huán)或交變應(yīng)力下， 裂紋可以萌生并增長至臨界尺寸而發(fā)生失穩(wěn)斷裂。裂紋可以萌生并增長至臨界尺寸而發(fā)生失穩(wěn)斷裂。這種因這種因 循環(huán)應(yīng)力或交變應(yīng)力而使材料抵抗裂紋擴(kuò)展和斷裂能力減循環(huán)應(yīng)力或交變應(yīng)力而使材料抵抗裂紋擴(kuò)展和斷裂能力減 弱的現(xiàn)象，就稱為疲勞。弱的現(xiàn)象，就稱為疲勞

12、。 這里要注意的是循環(huán)應(yīng)力和交變應(yīng)力的意義稍有不同，這里要注意的是循環(huán)應(yīng)力和交變應(yīng)力的意義稍有不同， 兩者都指應(yīng)力是周期性變化的，但是最小應(yīng)力與最大應(yīng)力兩者都指應(yīng)力是周期性變化的，但是最小應(yīng)力與最大應(yīng)力 的比值的比值(簡寫為簡寫為R R)是不相同的。是不相同的。循環(huán)應(yīng)力時(shí)循環(huán)應(yīng)力時(shí)R R0 0，即應(yīng)力不，即應(yīng)力不 改變方向；交變應(yīng)力時(shí)改變方向；交變應(yīng)力時(shí)R R0 0，即應(yīng)力在同一周期內(nèi)改變方，即應(yīng)力在同一周期內(nèi)改變方 向一次。向一次。許多工程結(jié)構(gòu)或零件，例如壓力容器、汽輪機(jī)的許多工程結(jié)構(gòu)或零件，例如壓力容器、汽輪機(jī)的 葉片、葉輪和轉(zhuǎn)軸、汽車和拖拉機(jī)的曲軸、飛機(jī)的腳架、葉片、葉輪和轉(zhuǎn)軸、汽車和拖

13、拉機(jī)的曲軸、飛機(jī)的腳架、 機(jī)翼大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤和葉片、吊橋的鋼索等等都受到機(jī)翼大梁、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤和葉片、吊橋的鋼索等等都受到 的是疲勞載荷。的是疲勞載荷。 S-N曲線 傳統(tǒng)的疲勞試驗(yàn)是做標(biāo)準(zhǔn)光滑試件的傳統(tǒng)的疲勞試驗(yàn)是做標(biāo)準(zhǔn)光滑試件的S-N曲線。通常在一定曲線。通常在一定 頻率、恒振幅和一定的最小與最大載荷比之下進(jìn)行試驗(yàn)，以求斷頻率、恒振幅和一定的最小與最大載荷比之下進(jìn)行試驗(yàn)，以求斷 裂時(shí)的疲勞總周數(shù)。這里裂時(shí)的疲勞總周數(shù)。這里S代表循環(huán)應(yīng)力代表循環(huán)應(yīng)力(R0)或交變應(yīng)力（或交變應(yīng)力（R 0)的幅值，的幅值，N代表斷裂時(shí)的周數(shù)。典型的代表斷裂時(shí)的周數(shù)。典型的S-N曲線如圖。從圖曲線如圖。從圖

14、中可見循環(huán)周數(shù)隨中可見循環(huán)周數(shù)隨S降低而增加。降低而增加。當(dāng)當(dāng)S下降至某一值時(shí)，周期下降至某一值時(shí)，周期N似似 乎有無限壽命，此應(yīng)力水平就稱為疲勞極限。乎有無限壽命，此應(yīng)力水平就稱為疲勞極限。 S-N曲線的局限性 采用采用S-NS-N曲線的試驗(yàn)，比較適合高韌度材料或低應(yīng)曲線的試驗(yàn)，比較適合高韌度材料或低應(yīng) 力下疲勞破壞的高周疲勞力下疲勞破壞的高周疲勞(high cycle fatigue)，即適合，即適合 疲勞壽命大于疲勞壽命大于105周以上的疲勞破壞。對低周疲勞周以上的疲勞破壞。對低周疲勞(壽命壽命 低于低于105周周) (low cycle fatigue)，應(yīng)力不足以代表力學(xué)的，應(yīng)力不足

15、以代表力學(xué)的 控制參數(shù)，此時(shí)裂紋已經(jīng)萌生，對構(gòu)件的破壞起到?jīng)Q控制參數(shù)，此時(shí)裂紋已經(jīng)萌生，對構(gòu)件的破壞起到?jīng)Q 定性作用。定性作用。 S-N曲線的局限性 S-N曲線的疲勞實(shí)驗(yàn)只能定性地用來衡量材料的疲曲線的疲勞實(shí)驗(yàn)只能定性地用來衡量材料的疲 勞性能。它的缺點(diǎn)包括勞性能。它的缺點(diǎn)包括 (1)(1)混淆了裂紋萌生階段和擴(kuò)混淆了裂紋萌生階段和擴(kuò) 展階段，以至不清楚這兩個(gè)階段在總壽命中各占的百展階段，以至不清楚這兩個(gè)階段在總壽命中各占的百 分比。分比。(2)(2)無法估計(jì)試件厚薄及大小對壽命和疲勞強(qiáng)度無法估計(jì)試件厚薄及大小對壽命和疲勞強(qiáng)度 ( (或疲勞極限或疲勞極限) )的影響，而這種影響在真實(shí)構(gòu)件的設(shè)計(jì)

16、的影響，而這種影響在真實(shí)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 中是必須考慮的。中是必須考慮的。(3)(3)以疲勞極限來設(shè)計(jì)，雖然工作的以疲勞極限來設(shè)計(jì)，雖然工作的 交變應(yīng)力小于極限應(yīng)力，但并不保證壽命可以達(dá)到無交變應(yīng)力小于極限應(yīng)力，但并不保證壽命可以達(dá)到無 限。限。因此，在斷裂力學(xué)發(fā)展起來后，利用斷裂力學(xué)的因此，在斷裂力學(xué)發(fā)展起來后，利用斷裂力學(xué)的 觀點(diǎn)來進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)也就發(fā)展起來。觀點(diǎn)來進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)也就發(fā)展起來。 雖然傳統(tǒng)關(guān)系的疲勞試驗(yàn)有上述缺點(diǎn)，但在傳統(tǒng)的設(shè)雖然傳統(tǒng)關(guān)系的疲勞試驗(yàn)有上述缺點(diǎn)，但在傳統(tǒng)的設(shè) 計(jì)中它仍占有相當(dāng)重要的地位。理論上，在疲勞極限計(jì)中它仍占有相當(dāng)重要的地位。理論上，在疲勞極限 以下

17、工作的構(gòu)件，應(yīng)有無限壽命，這種無限壽命的設(shè)以下工作的構(gòu)件，應(yīng)有無限壽命，這種無限壽命的設(shè) 計(jì)觀點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于不能計(jì)觀點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于不能(或不便于或不便于)停機(jī)的設(shè)備中。停機(jī)的設(shè)備中。 例如汽輪機(jī)的葉片和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等等過去都用例如汽輪機(jī)的葉片和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等等過去都用 這種原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但是加工、焊接或鍛造引起的這種原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但是加工、焊接或鍛造引起的 表面或內(nèi)部缺陷，加上材料本身固有的夾雜，大的二表面或內(nèi)部缺陷，加上材料本身固有的夾雜，大的二 相粒子等缺陷，這些缺陷就成為構(gòu)件的疲勞裂紋源，相粒子等缺陷，這些缺陷就成為構(gòu)件的疲勞裂紋源， 是疲勞裂紋最容易萌生的地方。因此，無限壽

18、命的設(shè)是疲勞裂紋最容易萌生的地方。因此，無限壽命的設(shè) 計(jì)其構(gòu)件壽命仍然有限。計(jì)其構(gòu)件壽命仍然有限。 6-4 疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展機(jī)理 一般情況下，構(gòu)件的最大工作應(yīng)力可能遠(yuǎn)低于屈一般情況下，構(gòu)件的最大工作應(yīng)力可能遠(yuǎn)低于屈 服度，相對應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子也可能小于材料斷裂韌服度，相對應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子也可能小于材料斷裂韌 性，為什么看起來表面光滑的結(jié)構(gòu)會萌生疲勞裂紋性，為什么看起來表面光滑的結(jié)構(gòu)會萌生疲勞裂紋? ?為為 什么疲勞裂紋會擴(kuò)展什么疲勞裂紋會擴(kuò)展? ?下面的裂紋萌生和擴(kuò)展機(jī)理解釋下面的裂紋萌生和擴(kuò)展機(jī)理解釋 是比較有說服力的模型。是比較有說服力的模型。 在冶煉過程中或在加工過程中，材料表面和內(nèi)

19、部在冶煉過程中或在加工過程中，材料表面和內(nèi)部 多多少少有些缺陷。雖然工作應(yīng)力并不高，但在部分多多少少有些缺陷。雖然工作應(yīng)力并不高，但在部分 缺陷造成應(yīng)力集中處有可能產(chǎn)生比屈服強(qiáng)度高的應(yīng)力，缺陷造成應(yīng)力集中處有可能產(chǎn)生比屈服強(qiáng)度高的應(yīng)力， 因此在疲勞載荷下，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)帶來的滑移就發(fā)生了。因此在疲勞載荷下，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)帶來的滑移就發(fā)生了。 疲勞裂紋的萌生 如圖，當(dāng)載荷上升期，在有利的滑移面向一個(gè)方向滑移，滑如圖，當(dāng)載荷上升期，在有利的滑移面向一個(gè)方向滑移，滑 移結(jié)果在表面形成了臺階的形狀。當(dāng)載荷下降期，因?yàn)閼?yīng)變硬化移結(jié)果在表面形成了臺階的形狀。當(dāng)載荷下降期，因?yàn)閼?yīng)變硬化 或氧化膜保護(hù)的結(jié)果，原來滑移面不

20、再產(chǎn)生滑移，改在平行該面或氧化膜保護(hù)的結(jié)果，原來滑移面不再產(chǎn)生滑移，改在平行該面 的另一個(gè)方向滑移，如此就形成了凸出紋線和凹入紋。疲勞載荷的另一個(gè)方向滑移，如此就形成了凸出紋線和凹入紋。疲勞載荷 作用下，多次的凹入就萌生成疲勞裂紋。這種凸出紋和凹入紋的作用下，多次的凹入就萌生成疲勞裂紋。這種凸出紋和凹入紋的 特征已在鋁合金的電鏡圖象里找到。特征已在鋁合金的電鏡圖象里找到。 疲勞裂紋的擴(kuò)展 利用滑移的模型，疲勞裂紋擴(kuò)展的機(jī)理也不難解釋。利用滑移的模型，疲勞裂紋擴(kuò)展的機(jī)理也不難解釋。 在載荷上升期，因?yàn)榱讯说母邞?yīng)力帶來了塑性變形，在最大在載荷上升期，因?yàn)榱讯说母邞?yīng)力帶來了塑性變形，在最大 剪切應(yīng)力

21、方向，由于滑移而使裂紋延伸一小段，圖剪切應(yīng)力方向，由于滑移而使裂紋延伸一小段，圖a,b。 滑移也可能發(fā)生在滑移也可能發(fā)生在 另一個(gè)最大剪切應(yīng)力方另一個(gè)最大剪切應(yīng)力方 向，因此裂端形狀，如向，因此裂端形狀，如 圖圖c。 載荷繼續(xù)上升，由于應(yīng)變硬化或氧化膜鈍化，原載荷繼續(xù)上升，由于應(yīng)變硬化或氧化膜鈍化，原 來方向不再滑移，改在其它方向滑移，最后使裂端形來方向不再滑移，改在其它方向滑移，最后使裂端形 狀完全鈍化，如圖狀完全鈍化，如圖d。 周期性擴(kuò)展 在整個(gè)在整個(gè)a至至d的過程中，即載荷上升期，裂紋就擴(kuò)的過程中，即載荷上升期，裂紋就擴(kuò) 展了一小段。當(dāng)載荷下降時(shí)，裂端再度尖銳，如圖展了一小段。當(dāng)載荷下降

22、時(shí)，裂端再度尖銳，如圖e， 應(yīng)力集中又增加。如此循環(huán)不已而使裂紋擴(kuò)展。應(yīng)力集中又增加。如此循環(huán)不已而使裂紋擴(kuò)展。 根據(jù)滑移的模型，每一個(gè)疲勞周期裂紋就擴(kuò)展一根據(jù)滑移的模型，每一個(gè)疲勞周期裂紋就擴(kuò)展一 小段，這種特征人們很自然地想在顯微特征里找出來。小段，這種特征人們很自然地想在顯微特征里找出來。 電鏡圖象顯示鋁合金的疲勞輝紋（電鏡圖象顯示鋁合金的疲勞輝紋（striations）非常清）非常清 晰，而高強(qiáng)度的鋼則不很清楚。疲勞輝紋的間距反應(yīng)晰，而高強(qiáng)度的鋼則不很清楚。疲勞輝紋的間距反應(yīng) 那一周的裂紋擴(kuò)展率。那一周的裂紋擴(kuò)展率。最近的研究指出，有些鋁合金最近的研究指出，有些鋁合金 在真空中幾乎看不

23、出有疲勞輝紋，這個(gè)結(jié)果暗示著可在真空中幾乎看不出有疲勞輝紋，這個(gè)結(jié)果暗示著可 能還有別的擴(kuò)展機(jī)理。能還有別的擴(kuò)展機(jī)理。 提高疲勞壽命的手段 如果能夠控制滑移，必然能影響疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，也如果能夠控制滑移，必然能影響疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，也 必然能影響疲勞強(qiáng)度。當(dāng)滑移而把位錯(cuò)送到晶界時(shí)，必須達(dá)到一必然能影響疲勞強(qiáng)度。當(dāng)滑移而把位錯(cuò)送到晶界時(shí)，必須達(dá)到一 定的程度才能引起相鄰的晶粒產(chǎn)生滑移。因此，細(xì)化晶粒增加了定的程度才能引起相鄰的晶粒產(chǎn)生滑移。因此，細(xì)化晶粒增加了 晶界的阻隔，可以減緩疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展。對同一種成分的晶界的阻隔，可以減緩疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展。對同一種成分的 金屬材料來說

24、，利用恰當(dāng)?shù)臒崽幚韺?xì)化晶粒是非常重要的。晶金屬材料來說，利用恰當(dāng)?shù)臒崽幚韺?xì)化晶粒是非常重要的。晶 粒粗大不但抗疲勞能力差，拉伸強(qiáng)度和韌度也較差。粒粗大不但抗疲勞能力差，拉伸強(qiáng)度和韌度也較差。 裂紋萌生絕大多數(shù)從構(gòu)件的表面或內(nèi)部的缺陷開始，因此必裂紋萌生絕大多數(shù)從構(gòu)件的表面或內(nèi)部的缺陷開始，因此必 須控制缺陷的分布和細(xì)化缺陷的尺寸，同時(shí)加強(qiáng)探傷檢查。表面須控制缺陷的分布和細(xì)化缺陷的尺寸，同時(shí)加強(qiáng)探傷檢查。表面 強(qiáng)化和制造壓應(yīng)力區(qū)的方法，例如滾壓強(qiáng)化和噴丸等，也有相當(dāng)強(qiáng)化和制造壓應(yīng)力區(qū)的方法，例如滾壓強(qiáng)化和噴丸等，也有相當(dāng) 好的效果。好的效果。 6-5 疲勞裂紋擴(kuò)展率 從工程角度來說，一個(gè)構(gòu)件

25、的壽命包括裂紋萌生期和從工程角度來說，一個(gè)構(gòu)件的壽命包括裂紋萌生期和 裂紋擴(kuò)展期，在傳統(tǒng)的裂紋擴(kuò)展期，在傳統(tǒng)的S-NS-N曲線中，裂紋萌生曲線難判別出曲線中，裂紋萌生曲線難判別出 來。來。 用在航空、宇航和國防等方面的高強(qiáng)度合金都是比較貴用在航空、宇航和國防等方面的高強(qiáng)度合金都是比較貴 貴重的材料，如能在保證安全的條件下，延長零構(gòu)件的使貴重的材料，如能在保證安全的條件下，延長零構(gòu)件的使 用時(shí)間，則具有很大的意義。因此，探討疲勞裂紋的擴(kuò)展用時(shí)間，則具有很大的意義。因此，探討疲勞裂紋的擴(kuò)展 規(guī)律，是對零件的安全和壽命估計(jì)所不可少的研究。規(guī)律，是對零件的安全和壽命估計(jì)所不可少的研究。 因?yàn)槠矫鎽?yīng)變的

26、因?yàn)槠矫鎽?yīng)變的I型裂紋是最常見最危險(xiǎn)的裂紋，下面型裂紋是最常見最危險(xiǎn)的裂紋，下面 的討論就以它為主。的討論就以它為主。 描述疲勞載荷需兩個(gè)參數(shù)，一般用描述疲勞載荷需兩個(gè)參數(shù)，一般用K和和R或或Kmax和和R 此處：此處： Y為幾何形狀因子。為幾何形狀因子。 maxminmaxmin minmax / )( KKR KKaYK 疲勞裂紋擴(kuò)展三個(gè)階段 第一階段擴(kuò)展率由門檻值開始上升，在門檻值第一階段擴(kuò)展率由門檻值開始上升，在門檻值 (K)th以下裂紋擴(kuò)以下裂紋擴(kuò) 展緩慢展緩慢(約小于約小于107毫米毫米/周周)；第三階段；第三階段Kmax已接近于已接近于KIC，故擴(kuò)展，故擴(kuò)展 率快速上升；在雙對數(shù)

27、軸圖下，第二階段似乎象一直線段，因此率快速上升；在雙對數(shù)軸圖下，第二階段似乎象一直線段，因此 Paris建議寫成建議寫成: 這里這里C C和和n n是材料常數(shù)，是材料常數(shù)， 對大多數(shù)金屬材料對大多數(shù)金屬材料n n值值 在在2到到7之間。之間。 n KCdNda)(/ 疲勞裂紋擴(kuò)展率 在相同的在相同的KK下，載荷比下，載荷比R R不同或最大載荷不同或最大載荷K Kmax max不同， 不同，da/dNda/dN的值也的值也 不一定相同。為了描述疲勞裂紋擴(kuò)展受到兩個(gè)變量的影響，不一定相同。為了描述疲勞裂紋擴(kuò)展受到兩個(gè)變量的影響， da/dNda/dN的通用表達(dá)式為的通用表達(dá)式為 : 對于第二擴(kuò)展階

28、段，對于第二擴(kuò)展階段，Erdogan建議使用：建議使用： 同時(shí)考慮第二階段和第三階段時(shí)，同時(shí)考慮第二階段和第三階段時(shí)，F(xiàn)orman建議使用：建議使用： ),();,();,(/ max3max21 KKfRKfRKfdNda nm KCKdNda)(/ max max max )( / KK KCK dNda IC n 疲勞裂紋擴(kuò)展率 若從疲勞裂紋擴(kuò)展的全過程來考慮，若從疲勞裂紋擴(kuò)展的全過程來考慮，McEvily建議使用：建議使用： 以上都是半經(jīng)驗(yàn)性公式，以上都是半經(jīng)驗(yàn)性公式，M,m,n均為材料常數(shù)。均為材料常數(shù)。 max max 22 )( )(/ KK KK KKCdNda IC n th

29、 疲勞裂紋壽命 因?yàn)榈谌A段很短，使用第二階段擴(kuò)展率可以估計(jì)結(jié)構(gòu)的壽命。因?yàn)榈谌A段很短，使用第二階段擴(kuò)展率可以估計(jì)結(jié)構(gòu)的壽命。 疲勞壽命可得如下疲勞壽命可得如下 由于由于K和和Kmax在恒定疲勞載荷下都僅是裂紋長度的函數(shù)，所以上在恒定疲勞載荷下都僅是裂紋長度的函數(shù)，所以上 式最后可化成：式最后可化成： 這里為這里為a ai i為初始裂紋長度，為初始裂紋長度，a af f為斷裂時(shí)的裂紋長度。為斷裂時(shí)的裂紋長度。 f i a a f KKf da N ),( max f i a a f daafN)( 例 題 例題例題 求求Griffith裂紋在給定裂紋在給定下的疲勞壽命。下的疲勞壽命。 解解

30、設(shè)已知材料常數(shù)設(shè)已知材料常數(shù)C和和n，以及初始裂紋半長度，以及初始裂紋半長度ai和斷裂時(shí)的半長和斷裂時(shí)的半長 度度af。設(shè)疲勞裂紋擴(kuò)展率可用。設(shè)疲勞裂紋擴(kuò)展率可用Paris經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即: 則疲勞壽命為則疲勞壽命為: Griffith裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子為：裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子為： 則疲勞裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力：則疲勞裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力： n KCdNda)(/ f i a a n f KC da N )( aK aK 積分得：積分得： 因此對疲勞壽命影響最大的除材料常數(shù)和應(yīng)力外，最主要的因此對疲勞壽命影響最大的除材料常數(shù)和應(yīng)力外，最主要的 還有初始裂紋長度，而斷裂時(shí)的裂紋長度影響極微小。此

31、結(jié)果表還有初始裂紋長度，而斷裂時(shí)的裂紋長度影響極微小。此結(jié)果表 明要提高疲勞壽命除考慮控制材料性質(zhì)和工作載荷外，應(yīng)加強(qiáng)探明要提高疲勞壽命除考慮控制材料性質(zhì)和工作載荷外，應(yīng)加強(qiáng)探 傷檢查以降低傷檢查以降低ai值，而微裂紋、夾雜或刮傷等都可以理想化為初值，而微裂紋、夾雜或刮傷等都可以理想化為初 始裂紋。始裂紋。 2 1 2 1 2 2 1 1 )( 1 )( 1 n i n f n a a n n f aa n C daa C N f i 第一項(xiàng)相比第第一項(xiàng)相比第 二項(xiàng)為小量。二項(xiàng)為小量。 習(xí) 題 試用試用Forman公式式求雙懸臂梁試件的疲勞壽命，這里公式式求雙懸臂梁試件的疲勞壽命，這里 C、n

32、、P、Pmax和和KIC都已知。并討論初始裂紋長度都已知。并討論初始裂紋長度 對疲勞壽命的影響。對疲勞壽命的影響。 6-6應(yīng)力腐蝕開裂與環(huán)境促進(jìn)裂紋擴(kuò)展 應(yīng)力腐蝕開裂應(yīng)力腐蝕開裂(stress corrosion cracking)(stress corrosion cracking)是一是一 種非常危險(xiǎn)的破壞，一般是在低應(yīng)力下就可能發(fā)生，種非常危險(xiǎn)的破壞，一般是在低應(yīng)力下就可能發(fā)生， 而且脆性斷裂前沒有預(yù)兆，不易發(fā)現(xiàn)，因此容易發(fā)生而且脆性斷裂前沒有預(yù)兆，不易發(fā)現(xiàn)，因此容易發(fā)生 人身事故。同時(shí)結(jié)構(gòu)的壽命在應(yīng)力腐蝕開裂下也比化人身事故。同時(shí)結(jié)構(gòu)的壽命在應(yīng)力腐蝕開裂下也比化 學(xué)腐蝕短的多。學(xué)腐蝕短

33、的多。 不存在應(yīng)力時(shí)腐蝕非常輕微，當(dāng)應(yīng)力超過某一臨不存在應(yīng)力時(shí)腐蝕非常輕微，當(dāng)應(yīng)力超過某一臨 界值后金屬會在腐蝕并不嚴(yán)重的情況下發(fā)生脆裂。界值后金屬會在腐蝕并不嚴(yán)重的情況下發(fā)生脆裂。 應(yīng)力腐蝕開裂必須有下列三個(gè)條件才能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂必須有下列三個(gè)條件才能發(fā)生 （1 1）活性介質(zhì)活性介質(zhì)對不同的鋼材，比較敏感的活性介質(zhì)是不相同的對不同的鋼材，比較敏感的活性介質(zhì)是不相同的, , 一般奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼都怕氧化物水溶液，尤其是在一般奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼都怕氧化物水溶液，尤其是在 沸騰的沸騰的42%42%水溶液中更容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。水溶液中更容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。 （2 2）應(yīng)力應(yīng)力主要是

34、拉伸應(yīng)力，它可由外載荷引起，也可以是焊接或主要是拉伸應(yīng)力，它可由外載荷引起，也可以是焊接或 熱處理的殘余應(yīng)力。熱處理的殘余應(yīng)力。 （3 3）敏感性微結(jié)構(gòu)敏感性微結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)對應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性有相當(dāng)大的組織結(jié)構(gòu)對應(yīng)力腐蝕開裂的敏感性有相當(dāng)大的 影響，對不同介質(zhì)敏感性可能不一樣。反映在宏觀機(jī)械性能方面，影響，對不同介質(zhì)敏感性可能不一樣。反映在宏觀機(jī)械性能方面， 應(yīng)力腐蝕敏感性隨材料的強(qiáng)度增高而上升。應(yīng)力腐蝕敏感性隨材料的強(qiáng)度增高而上升。 應(yīng)力腐蝕裂紋經(jīng)過了孕育期和應(yīng)力腐蝕裂紋經(jīng)過了孕育期和 萌生期，才能進(jìn)入比較快速的裂萌生期，才能進(jìn)入比較快速的裂 紋擴(kuò)展。在孕育期間，可能經(jīng)過紋擴(kuò)展。在孕育期間

35、，可能經(jīng)過 化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生了化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生了點(diǎn)坑腐蝕點(diǎn)坑腐蝕，而，而 裂紋就從腐蝕坑底部萌生。萌生裂紋就從腐蝕坑底部萌生。萌生 的裂紋就象樹根一樣有許多分叉，的裂紋就象樹根一樣有許多分叉， 其中有一分叉可能發(fā)展成主裂紋其中有一分叉可能發(fā)展成主裂紋 而快速地?cái)U(kuò)展，其余分叉的擴(kuò)展而快速地?cái)U(kuò)展，其余分叉的擴(kuò)展 可能停止或相當(dāng)緩慢?？赡芡Ｖ够蛳喈?dāng)緩慢。 應(yīng)力腐蝕裂紋也可以不經(jīng)過腐蝕坑洞而萌生。鋼應(yīng)力腐蝕裂紋也可以不經(jīng)過腐蝕坑洞而萌生。鋼 材表面的氧化膜隨氧化反應(yīng)的時(shí)間而漸漸增厚，若局材表面的氧化膜隨氧化反應(yīng)的時(shí)間而漸漸增厚，若局 部地區(qū)因?yàn)橛腥毕莼蛉藶樵斐傻膽?yīng)力集中，使得局部部地區(qū)因?yàn)橛腥毕莼蛉藶樵斐?/p>

36、的應(yīng)力集中，使得局部 地區(qū)的母材應(yīng)力超過屈服應(yīng)力，由于較厚的氧化膜是地區(qū)的母材應(yīng)力超過屈服應(yīng)力，由于較厚的氧化膜是 脆性的或比較疏松，因此，在滑移的作用下此膜破裂。脆性的或比較疏松，因此，在滑移的作用下此膜破裂。 如此，經(jīng)過多次的薄膜重復(fù)破裂，終于形成了微裂紋。如此，經(jīng)過多次的薄膜重復(fù)破裂，終于形成了微裂紋。 如果工作應(yīng)力是交變的，則疲勞載荷可以較快地使薄如果工作應(yīng)力是交變的，則疲勞載荷可以較快地使薄 膜破裂而形成裂紋。膜破裂而形成裂紋。 傳統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)是采用小夾傳統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)是采用小夾 具和光滑試件，在恒載荷或恒位移的具和光滑試件，在恒載荷或恒位移的 情況下，定性地驗(yàn)證鋼材的應(yīng)力腐蝕

37、情況下，定性地驗(yàn)證鋼材的應(yīng)力腐蝕 開裂的敏感性。從圖中可見，隨應(yīng)力開裂的敏感性。從圖中可見，隨應(yīng)力 水平的下降，支撐時(shí)間可加長，當(dāng)應(yīng)水平的下降，支撐時(shí)間可加長，當(dāng)應(yīng) 力小于抗應(yīng)力腐蝕的強(qiáng)度極限時(shí)，壽力小于抗應(yīng)力腐蝕的強(qiáng)度極限時(shí)，壽 命可能達(dá)到所希望的時(shí)間。根據(jù)結(jié)構(gòu)命可能達(dá)到所希望的時(shí)間。根據(jù)結(jié)構(gòu) 所希望達(dá)到的壽命，可設(shè)計(jì)工作應(yīng)力所希望達(dá)到的壽命，可設(shè)計(jì)工作應(yīng)力 水平小于抗應(yīng)力腐蝕的強(qiáng)度極限。這水平小于抗應(yīng)力腐蝕的強(qiáng)度極限。這 樣的設(shè)計(jì)和以疲勞強(qiáng)度或疲勞極限的樣的設(shè)計(jì)和以疲勞強(qiáng)度或疲勞極限的 設(shè)計(jì)一樣，都是無限壽命的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一樣，都是無限壽命的設(shè)計(jì)。 為了定量地測出鋼材應(yīng)為了定量地測出鋼材應(yīng)

38、力腐蝕的敏感性，有必要力腐蝕的敏感性，有必要 研究腐蝕裂紋的擴(kuò)展率。研究腐蝕裂紋的擴(kuò)展率。 典型的裂紋擴(kuò)展率與應(yīng)力典型的裂紋擴(kuò)展率與應(yīng)力 強(qiáng)度因子間關(guān)系如圖所示。強(qiáng)度因子間關(guān)系如圖所示。 裂紋擴(kuò)展率分為三段，在裂紋擴(kuò)展率分為三段，在 名義裂紋擴(kuò)展門檻值名義裂紋擴(kuò)展門檻值 “ ”“ ”以下，裂紋處以下，裂紋處 在萌生期，擴(kuò)展率可以忽在萌生期，擴(kuò)展率可以忽 略，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子超過略，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子超過 門檻值后，裂紋擴(kuò)展率快門檻值后，裂紋擴(kuò)展率快 速地增加速地增加 。 ISCC K 測量KISCC的方法 一般認(rèn)為是衡量抗應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展能力的材料一般認(rèn)為是衡量抗應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展能力的材料 常數(shù)。測

39、量常數(shù)。測量 的方法最主要的有兩種的方法最主要的有兩種一種是懸臂一種是懸臂 梁試件的恒載荷法；另一種是改進(jìn)型梁試件的恒載荷法；另一種是改進(jìn)型WOLWOL試件的恒位移試件的恒位移 法。法。 ISCC K ISCC K 懸臂梁試件的恒載荷法 懸臂試件恒載荷法的示意圖如懸臂試件恒載荷法的示意圖如 圖所示。載荷是用加砝碼來圖所示。載荷是用加砝碼來 達(dá)到的。懸臂梁試件的應(yīng)力達(dá)到的。懸臂梁試件的應(yīng)力 強(qiáng)度因子表達(dá)式為強(qiáng)度因子表達(dá)式為 H a BH M K 1, 1 12.4 2 3 3 3 試件先開缺口，并預(yù)制疲勞裂紋。試驗(yàn)時(shí)加以一切始試件先開缺口，并預(yù)制疲勞裂紋。試驗(yàn)時(shí)加以一切始 應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因

40、子 ，并測量所需要的斷裂時(shí)間，并測量所需要的斷裂時(shí)間 。經(jīng)。經(jīng) 過多試件的試驗(yàn)，過多試件的試驗(yàn)， 與與 的關(guān)系如圖所示，如此所得的關(guān)系如圖所示，如此所得 的是的是 的一個(gè)上限。的一個(gè)上限。 0I K F t 0I K F t ISCC K 改進(jìn)型WOL試件的恒位移法 用改進(jìn)用改進(jìn)WOLWOL試件，則一個(gè)試件就可以得到一個(gè)名義試件，則一個(gè)試件就可以得到一個(gè)名義 值，這種試驗(yàn)方法省料，但要求試驗(yàn)的時(shí)間比較長往值，這種試驗(yàn)方法省料，但要求試驗(yàn)的時(shí)間比較長往 往超過上千小時(shí)。試件如圖所示。往超過上千小時(shí)。試件如圖所示。 ISCC K 由于是位移法，在試驗(yàn)過程中，裂紋長度隨時(shí)間而增由于是位移法，在試驗(yàn)過

41、程中，裂紋長度隨時(shí)間而增 加，但應(yīng)力強(qiáng)度因子因卸載反而減小，其關(guān)系如前圖加，但應(yīng)力強(qiáng)度因子因卸載反而減小，其關(guān)系如前圖 所示。當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子不再降低時(shí)，其值即為所示。當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子不再降低時(shí)，其值即為 。 ISCC K 6-7 氫脆簡介 氫可進(jìn)入金屬材料，以原子間隙固溶的形式，或氫可進(jìn)入金屬材料，以原子間隙固溶的形式，或 在微空穴以分子狀態(tài)形式，或形成穩(wěn)氫化物形式而存在微空穴以分子狀態(tài)形式，或形成穩(wěn)氫化物形式而存 在于材料內(nèi)部，從而使金屬材料的韌性降低，導(dǎo)致低在于材料內(nèi)部，從而使金屬材料的韌性降低，導(dǎo)致低 工作應(yīng)力下發(fā)生脆性斷裂。這些現(xiàn)象稱為氫脆。工作應(yīng)力下發(fā)生脆性斷裂。這些現(xiàn)象稱為氫脆。 如

42、果氫在冶煉時(shí)就進(jìn)入金屬而引起脆性化則成為如果氫在冶煉時(shí)就進(jìn)入金屬而引起脆性化則成為 內(nèi)部氫脆。若是構(gòu)件在工作期間，由外部介質(zhì)通過表內(nèi)部氫脆。若是構(gòu)件在工作期間，由外部介質(zhì)通過表 面吸附作用或電化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)入金屬，則稱為外部氫面吸附作用或電化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)入金屬，則稱為外部氫 脆。脆。 白點(diǎn)內(nèi)部氫脆最典型的例子，常常存在于大截面白點(diǎn)內(nèi)部氫脆最典型的例子，常常存在于大截面 的中碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼的構(gòu)件中。白點(diǎn)可作為圓形或的中碳鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼的構(gòu)件中。白點(diǎn)可作為圓形或 橢圓形裂紋來處理。因裂紋的存在，斷裂應(yīng)力將低于橢圓形裂紋來處理。因裂紋的存在，斷裂應(yīng)力將低于 屈服應(yīng)力。屈服應(yīng)力。 外部氫脆和應(yīng)力腐蝕有很

43、多相似的地方，例如外部氫脆和應(yīng)力腐蝕有很多相似的地方，例如 （1 1）對介質(zhì)的敏感性隨材料的屈服強(qiáng)度增加而增加；）對介質(zhì)的敏感性隨材料的屈服強(qiáng)度增加而增加； （2 2）通常是不連續(xù)的裂紋擴(kuò)展；）通常是不連續(xù)的裂紋擴(kuò)展； （3 3）延遲破壞；）延遲破壞； （4 4）裂紋擴(kuò)展率與應(yīng)力強(qiáng)度因子間的關(guān)系與圖）裂紋擴(kuò)展率與應(yīng)力強(qiáng)度因子間的關(guān)系與圖(6(623)23) 相似，都具有開始擴(kuò)展的門檻值和平臺階段的相似，都具有開始擴(kuò)展的門檻值和平臺階段的 （5 5）合金元素、雜質(zhì)偏析、晶粒大小、熱處理、金相組）合金元素、雜質(zhì)偏析、晶粒大小、熱處理、金相組 合等冶金因素的影響類似；合等冶金因素的影響類似； （6 6）溫度的影響類似。）溫度的影響類似。 II dtda)/( 從外部介質(zhì)如何引起氫脆現(xiàn)象，是一個(gè)至今仍未完全解決的問題。從外部介質(zhì)如何引起氫脆現(xiàn)象，是一個(gè)至今仍未完全解決的問題。 比較廣泛為人們所接受的氫脆模型如圖比較廣泛為人們所接受的氫脆模型如圖 。 氫脆過程 介質(zhì)分子傳輸 到裂端區(qū) 物理吸附