材料力學(xué)性能第十章

材料力學(xué)性能

裴立宅材料科學(xué)與工程學(xué)院Email:lzpei1977@163.com,lzpei@

2/6/20231安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第十章陶瓷材料的力學(xué)性能2/6/20232安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陶瓷廣泛應(yīng)用于我們的日常生活，如建筑材料、飲食餐具等以及國(guó)家戰(zhàn)略戰(zhàn)備設(shè)施，如武器裝備、航天領(lǐng)域上。傳統(tǒng)的陶瓷制品以天然粘土為原料，通過(guò)混料、成型、燒結(jié)而成，性能特點(diǎn)是強(qiáng)度低、脆性高。目前研究的陶瓷可以分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。2/6/20233安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院結(jié)構(gòu)陶瓷主要利用的是材料的耐高溫、強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性等結(jié)構(gòu)性能，主要包括氧化物、非氧化物以及其兩者的復(fù)合系統(tǒng)，如氧化鋁、氧化鋯、碳化物、氮化物等材料。應(yīng)用：磨料、磨具、刀具，紡織瓷件、軸承、噴嘴、人工關(guān)節(jié)以及航天材料（宇宙飛船的外保護(hù)裝置）等各個(gè)領(lǐng)域。2/6/20234安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院功能陶瓷指具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能及生物學(xué)性能，如電、光、磁、熱、聲、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)，且各種功能之間可以相互轉(zhuǎn)換的陶瓷材料，應(yīng)用主要取決于電絕緣性、半導(dǎo)體性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵電性、磁性及生物適應(yīng)性、化學(xué)吸附性等。2/6/20235安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院工程陶瓷的定義：采用高純、超細(xì)的人工合成材料，精確控制化學(xué)組成，經(jīng)過(guò)特殊工藝加工而得到的結(jié)構(gòu)精細(xì)、力學(xué)性能和熱學(xué)性質(zhì)優(yōu)良的陶瓷材料。2/6/20236安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在金屬、聚合物因腐蝕和軟化而不能使用的服役條件下，工程陶瓷就顯示出了其性能的優(yōu)越性。航天飛機(jī)頂部、高溫燃燒室內(nèi)壁溫度均大于1500℃，近年來(lái)美國(guó)已經(jīng)研制出可以承受2760℃的耐超高溫陶瓷材料，可用于新一代宇宙飛船及導(dǎo)彈上。核電站需要耐2000℃高溫的耐熱材料，但目前高溫耐熱合金的極限溫度僅為1100℃，能勝任上述服役條件的就只有高溫結(jié)構(gòu)陶瓷。2/6/20237安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用高性能結(jié)構(gòu)工程陶瓷材料，除具有優(yōu)良的耐磨損、耐腐蝕性能外，還可將發(fā)動(dòng)機(jī)的耐溫能力從900℃提高到1200-1300℃，且無(wú)需冷卻系統(tǒng)，可使熱效率從30%提高到50%，發(fā)動(dòng)機(jī)重量減輕20%，耗油量降低30%以上。國(guó)內(nèi)天津新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園合潤(rùn)公司研制出了高性能碳化硅陶瓷密封件，其使用壽命比一般密封件長(zhǎng)5到20倍，這對(duì)于替代進(jìn)口、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境等意義重大，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)效益。2/6/20238安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院工程陶瓷的局限：塑性、韌性值比金屬低得多，對(duì)缺陷很敏感，強(qiáng)度可靠性較差，常用韋伯模數(shù)來(lái)表征其強(qiáng)度的均勻性。韋伯模數(shù)：韋伯，德數(shù)學(xué)家統(tǒng)計(jì)斷裂力學(xué)中Weibull概率分布的一個(gè)參數(shù)。在工程陶瓷上，韋伯模數(shù)多用于反映強(qiáng)度的離散性，用字母m表示。m值越高，離散性越小，但在壽命統(tǒng)計(jì)分析中也可用韋伯分布，這時(shí)m反映壽命的離散性，與強(qiáng)度分析中的韋伯的模數(shù)不完全一致。韋伯模數(shù)的確定，一般來(lái)說(shuō)須做一組至少16條以上試樣的相同試驗(yàn)才具有可信度。2/6/20239安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)陶瓷材料的結(jié)構(gòu)一、陶瓷材料的組成與結(jié)合鍵負(fù)電性所體現(xiàn)的是一個(gè)原于吸住電子的能力，元素的負(fù)電性與其在周期表中的位置有關(guān)，大約當(dāng)負(fù)電性差?X<0.4～0.5時(shí)，對(duì)形成固溶體有利，當(dāng)?X增大時(shí)，則形成化合物的傾向增大。2/6/202310安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)：相和相分布、晶粒尺寸及形狀、氣孔大小及分布、雜質(zhì)缺陷及晶界陶瓷材料的組成：（1）晶相（2）玻璃相（3）氣孔2/6/202311安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院如果玻璃相分布于主晶相界面，在高溫下陶瓷材料的強(qiáng)度下降，易于產(chǎn)生塑性變形。對(duì)陶瓷燒結(jié)體進(jìn)行熱處理，使晶界玻璃相重結(jié)晶或進(jìn)入晶相固溶體，可顯著提高陶瓷材料的高溫強(qiáng)度。2/6/202312安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院腐蝕后微晶陶瓷的SEM圖像.(a)850℃、1h+900℃、1h，w(CaF2)=9%,(b)1h+900℃、1h，w(CaF2)=9%(a)(b)2/6/202313安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)陶瓷材料的變形與斷裂一、陶瓷材料的彈性變形2/6/202314安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陶瓷與金屬相比，其彈性變形具有如下特點(diǎn)：1）彈性模量大共價(jià)鍵具有方向性，使晶體具有較高的抗晶格畸變、阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的能力。離子鍵晶體結(jié)構(gòu)的鍵方向不明顯，但滑移系受原子密排方向的限制，還受靜電作用力的限制，其實(shí)際可動(dòng)滑移系較少。另外，陶瓷為多元化合物，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，點(diǎn)陣常數(shù)較金屬晶體大，所以彈性模量較高。2/6/202315安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2）彈性模量不僅與結(jié)合鍵有關(guān)，還與組成相的種類、分布比例及氣孔率有關(guān)。3）一般陶瓷材料的壓縮彈性模量高于拉伸彈性模量。2/6/202316安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、陶瓷材料的塑性變形近年的研究表明陶瓷材料在高溫下可顯示出超塑性：（1）晶粒細(xì)?。ǔ叽缧∮谝晃⒚祝?）晶粒為等軸結(jié)構(gòu)（3）第二相彌散分布，能有效抑制高溫下基體晶粒生長(zhǎng)（4）晶粒間存在液相或無(wú)定形相2/6/202317安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院典型的超塑性陶瓷材料：是用化學(xué)沉淀方法制備出來(lái)的含有Y2O3的ZrO2粉體，成型后于1250℃左右燒結(jié)，可獲得理論密度98%左右的燒結(jié)體。這種陶瓷在1250℃、3.5×10-2s-1應(yīng)變速率下，最大應(yīng)變量可達(dá)400%。陶瓷的超塑性是微晶超塑性，與晶界滑動(dòng)或晶界液相流動(dòng)有關(guān)，屬于擴(kuò)散控制過(guò)程。2/6/202318安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院三、陶瓷材料的斷裂陶瓷材料的斷裂過(guò)程都是以材料內(nèi)部或表面存在的缺陷為起點(diǎn)發(fā)生的，晶粒和氣孔尺寸在決定陶瓷材料強(qiáng)度與裂紋尺寸方面具有等效作用。陶瓷材料斷裂概率以最弱環(huán)節(jié)理論為基礎(chǔ)，按韋伯分布函數(shù)考慮，韋伯分布函數(shù)表示材料斷裂概率的一般公式為：2/6/202319安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院解理是陶瓷材料的主要斷裂機(jī)理，且很容易從穿晶解理轉(zhuǎn)變成沿晶斷裂。陶瓷材料的斷裂以各種缺陷為裂紋源，在一定拉伸應(yīng)力作用下，從最薄弱環(huán)節(jié)處的微小裂紋擴(kuò)展，當(dāng)裂紋尺寸達(dá)到臨界值時(shí)陶瓷瞬間斷裂。2/6/202320安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)陶瓷材料的強(qiáng)度2/6/202321安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院一、抗彎強(qiáng)度2/6/202322安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的最大彎矩范圍較寬，其應(yīng)力狀態(tài)接近實(shí)際零件的服役狀態(tài)，所以較為實(shí)用。由于四點(diǎn)彎曲試樣工作部分缺陷存在的概率較大，所以同一材料的四點(diǎn)抗彎強(qiáng)度比三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度低。材料的韋伯常數(shù)越小，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度和四點(diǎn)抗彎強(qiáng)度的差值就越大。2/6/202323安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)陶瓷零件時(shí)常用抗拉強(qiáng)度值作為判據(jù)；陶瓷材料由于脆性大，在拉伸試驗(yàn)時(shí)易在夾持部位斷裂，另外，夾具與試樣軸心不一致產(chǎn)生附加彎矩，所以往往測(cè)不出陶瓷材料真正的抗拉強(qiáng)度。為保證陶瓷材料拉伸試驗(yàn)的精確性，需要在試樣和夾頭設(shè)計(jì)方向做一些工作，例如：在平行夾頭中加橡膠墊固定薄片狀試樣，可以防止試樣在夾持部位斷裂，并利用試樣的彈性變形減少附加彎矩。2/6/202324安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2/6/202325安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院三、抗壓強(qiáng)度2/6/202326安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第四節(jié)陶瓷材料的硬度與耐磨性一、陶瓷材料的硬度2/6/202327安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、陶瓷材料的耐磨性（一）陶瓷材料的表面接觸特性與金屬相同，陶瓷表面也存在局部微凸起，其外側(cè)常有水蒸氣或碳?xì)浠衔镄纬傻谋砻鎸?，而在?nèi)側(cè)則可能有變形層，這是陶瓷加工時(shí)形成的，陶瓷表面加工時(shí)還可能產(chǎn)生微裂紋或其它缺陷，所以陶瓷的表面狀況影響其摩擦磨損行為。陶瓷材料的摩擦副接觸受載時(shí)，真實(shí)接觸面積上的局部應(yīng)力一般引起彈性變形。2/6/202328安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院但是當(dāng)陶瓷摩擦副相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，可以看到陶瓷摩擦表面有塑性流動(dòng)跡象，在接觸點(diǎn)下方有微小塑性變形區(qū)。另外，由于陶瓷的高脆性，在接觸載荷不大時(shí)，即還未產(chǎn)生較大塑性變形，表面及亞表面就可能產(chǎn)生微裂紋。2/6/202329安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（二）陶瓷材料的摩擦磨損陶瓷材料的摩擦磨損學(xué)特性，與對(duì)摩件的種類和性能、摩擦條件、環(huán)境以及陶瓷材料自身的性能和表面狀態(tài)等因素有關(guān)。陶瓷材料在滑動(dòng)摩擦條件下的磨損過(guò)程不同于金屬材料,其磨損機(jī)理主要是以微斷裂方式導(dǎo)致的磨粒磨損。2/6/202330安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陶瓷與陶瓷材料配對(duì)的摩擦副，其粘著傾向很??；金屬與陶瓷的摩擦副比金屬配對(duì)的摩擦副粘著作用也小。陶瓷材料的這種優(yōu)良的耐磨性能，使其在要求極小磨損率的機(jī)件上得到了廣泛應(yīng)用。由于陶瓷對(duì)環(huán)境介質(zhì)和氣氛敏感，所以在特定條件下還可能形成摩擦化學(xué)磨損，這是陶瓷特有的磨損機(jī)理。這種磨損涉及表面、材料結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)與化學(xué)共同作用的摩擦化學(xué)問(wèn)題。2/6/202331安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第五節(jié)陶瓷材料的斷裂韌度與增韌一、陶瓷材料的斷裂韌度工程陶瓷材料的斷裂韌度值比金屬的低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)2/6/202332安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院1.單邊切口梁法（SingleEdgeNotchedBeam，又稱SENB法）2/6/202333安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院當(dāng)L/W=4時(shí)，應(yīng)力強(qiáng)度因子KI的表達(dá)式為：2/6/202334安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院優(yōu)點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)分散性好；(2)重現(xiàn)性好；(3)試樣加工和測(cè)定方法比較簡(jiǎn)單，是目前廣泛采用的一種方法。SENB法適用于在高溫和各種介質(zhì)條件下測(cè)定KIC缺點(diǎn)：測(cè)定的KIC值受切口寬度影響較大，切口寬度增加，KIC增大，誤差隨之增大。如果能將切口寬度控制在0.05~0.10mm以下，或在切口頂端預(yù)制一定長(zhǎng)度的裂紋，可望提高KIC值的穩(wěn)定性。2/6/202335安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2.山形切口法（chevronNotch，又稱CN法）2/6/202336安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陶瓷是脆性材料，彎曲或拉伸加載時(shí)，裂紋一旦出現(xiàn)，極易產(chǎn)生失穩(wěn)斷裂。山形切口法中切口剩余部分為三角形，其頂點(diǎn)處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，易在較低載荷下產(chǎn)生裂紋，所以不需要預(yù)制裂紋。當(dāng)試驗(yàn)參數(shù)合適時(shí)，這種方法能產(chǎn)生裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展，直至斷裂。山形切口法切口寬度對(duì)KIC值影響較小，測(cè)定值誤差也較小，也適用于高溫和在各種介質(zhì)中測(cè)定KIC值，但是測(cè)試試樣加工較困難，且需要專用的夾具。2/6/202337安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院3.壓痕法測(cè)試過(guò)程：用維氏或顯微硬度壓頭，壓入拋光的陶瓷試樣表面，在壓痕時(shí)對(duì)角線方向出現(xiàn)四條裂紋，測(cè)定裂紋長(zhǎng)度，根據(jù)載荷與裂紋長(zhǎng)度的關(guān)系，求出KIC值。壓入維氏硬度壓頭的載荷常用29.4N，使壓痕對(duì)角線裂紋長(zhǎng)度在100μm左右，裂紋為半橢圓或半圓形。2/6/202338安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院壓痕法的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試方便，可以用很小的試樣進(jìn)行多點(diǎn)韌度測(cè)試，但此法只對(duì)能產(chǎn)生良好壓痕裂紋的材料有效。壓痕法的缺點(diǎn)：由于裂紋的產(chǎn)生主要是殘余應(yīng)力的作用，而殘余應(yīng)力又是因?yàn)閴汉壑車苄詤^(qū)與彈性基體不匹配引起的。因此，這種方法不允許壓頭下部材料在加載過(guò)程中產(chǎn)生相變或體積致密化現(xiàn)象，同時(shí)壓痕表面也不能有碎裂現(xiàn)象。2/6/202339安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2/6/202340安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、陶瓷材料的增韌工程陶瓷材料的脆性大，應(yīng)用受到限制，所以陶瓷材料的增韌一直是材料學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一。通常金屬材料的強(qiáng)度提高，塑性往往下降，斷裂韌度也隨之降低。而陶瓷材料的強(qiáng)度與斷裂韌度的變化關(guān)系與金屬材料的相反，隨著陶瓷材料強(qiáng)度的提高，KIC值也隨之增大，所以陶瓷材料的增韌常常與增強(qiáng)聯(lián)系在一起。2/6/202341安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院(1)改善陶瓷顯微結(jié)構(gòu)陶瓷材料的增韌途徑：使材料達(dá)到細(xì)、密、勻、純，是陶瓷材料增韌增強(qiáng)的有效途徑之一。2/6/202342安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院(2)相變?cè)鲰g這是ZrO2陶瓷的典型增韌機(jī)理，通過(guò)四方相轉(zhuǎn)變成單斜相來(lái)實(shí)現(xiàn)。ZrO2陶瓷有三種晶型，從高溫冷至室溫時(shí)將發(fā)生如下轉(zhuǎn)變：2/6/202343安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院例如：熱壓燒結(jié)含釔的四方氧化鋯多晶體，KIC值可達(dá)15.3MPa·m1/2；氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷，KIC值可達(dá)15MPa·m1/2；熱壓燒結(jié)Si3N4，其中ZrO2的含量為20-25vol%時(shí)，KIC值可提高到8.5MPa·m1/2。相變?cè)鲰g受使用溫度的限制，當(dāng)溫度超過(guò)800℃時(shí)，四方t-ZrO2由亞穩(wěn)態(tài)變成穩(wěn)定態(tài)，t-ZrO2

→m-ZrO2相變不再發(fā)生，所以相變?cè)鲰g失去作用。2/6/202344安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院(3)微裂紋增韌引起微裂紋的原因：①相變體積膨脹產(chǎn)生微裂紋；②由于溫度變化基體相與分散相之間熱膨脹系數(shù)不同引發(fā)微裂紋；③還可能是材料原來(lái)已經(jīng)存在的微裂紋。當(dāng)主裂紋遇到這些裂紋時(shí)會(huì)發(fā)生分叉轉(zhuǎn)向前進(jìn)，增加擴(kuò)展過(guò)程中的表面能，同時(shí)，主裂紋尖端應(yīng)力集中被松弛，致使擴(kuò)展速度減慢，這些因素都使材料的韌性增加。2/6/202345安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第六節(jié)陶瓷材料的疲勞一、陶瓷材料的疲勞類型陶瓷材料的疲勞，除在循環(huán)載荷作用下存在機(jī)械疲勞效應(yīng)外，其含義要比金屬材料的要廣。靜態(tài)疲勞：在靜載荷作用下，陶瓷承載能力隨著時(shí)間延長(zhǎng)而下降的斷裂現(xiàn)象；動(dòng)態(tài)疲勞：恒加載速率下，陶瓷承載能力隨著時(shí)間延長(zhǎng)而下降的斷裂現(xiàn)象。2/6/202346安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（一）靜態(tài)疲勞當(dāng)外加應(yīng)力低于斷裂應(yīng)力時(shí)，陶瓷材料也可能出現(xiàn)亞臨界裂紋擴(kuò)展，這一過(guò)程與溫度、應(yīng)力和環(huán)境介質(zhì)等因素密切相關(guān)。2/6/202347安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2/6/202348安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（二）循環(huán)疲勞1987年，研究發(fā)現(xiàn)單相陶瓷、相變?cè)鲰g陶瓷以及陶瓷基復(fù)合材料缺口試樣，在室溫循環(huán)壓縮載荷作用下也有疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展現(xiàn)象。圖10-13是多晶氧化鋁（晶粒尺寸10微米）在室溫空氣環(huán)境對(duì)稱循環(huán)加載（f=5Hz）及在靜載下的裂紋擴(kuò)展特征。2/6/202349安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二、陶瓷材料的疲勞特性評(píng)價(jià)2/6/202350安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院一般來(lái)講，金屬隨著屈服強(qiáng)度增大，△Kth下降不多，但KIC值顯著降低，所以△Kth/KIC值增大。這表明隨材料屈服強(qiáng)度增加，其疲勞裂紋難以萌生，陶瓷材料的△Kth/KIC值比金屬大得多，說(shuō)明陶瓷更難產(chǎn)生疲勞裂紋。陶瓷材料在室溫及大氣中也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂，其應(yīng)力腐蝕門檻值KISCC與KIC的比值較鋼低，陶瓷材料的KISCC/KIC值比△Kth/KIC值大，所以陶瓷材料的應(yīng)力腐蝕開裂比疲勞更難產(chǎn)生。KISCC：應(yīng)力腐蝕門檻值，應(yīng)力腐蝕臨界應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子，是指試樣在特定化學(xué)介質(zhì)中不發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的最大應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子。2/6/202351安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院第七節(jié)陶瓷材料的抗熱震性熱震破壞分為兩類：1.熱震斷裂：熱震引起的突然斷裂；2.熱震損傷：熱沖擊循環(huán)作用下，材料先出現(xiàn)列裂，隨后裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低，最終整體破壞。2/6/202352安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在各種熱環(huán)境下引起的熱應(yīng)力，以及與之相應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子是熱震破壞的原因，當(dāng)材料固有的強(qiáng)度不足以抵抗熱震溫差引起的熱應(yīng)力時(shí)，將導(dǎo)致材料瞬時(shí)熱震斷裂。熱震損傷過(guò)程：當(dāng)熱應(yīng)力導(dǎo)致的儲(chǔ)存于材料中的應(yīng)變能足以支付裂紋成核和擴(kuò)展所需的新增表面能時(shí)，裂紋就形成和擴(kuò)展，隨著反復(fù)加熱、冷卻和裂紋擴(kuò)展，強(qiáng)度急劇降低，機(jī)件局