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塑性破坏的机理及原因分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:另外材料质量不过关,也是塑性破坏的一个重要因素。3)应力水平和不良的制造工艺是产生焊接残余应力的主要原因。

塑性破坏的机理及原因分析

1.塑性破坏的机理

塑性破坏的机理是在外载荷作用下,材料先发生弹性变形,当载荷连续增加时,原子间距发生较大的畸变或过度的滑移,此时发生较明显的塑性变形。滑移先发生在晶界,然后在晶内发生,滑移受阻,则发生强化,在塑变过程中由于脆性夹杂物或第二相粒子分离,或是由于夹杂物与基体界面脱开以及位错积塞等会出现显微空穴或微孔,当足够的显微空穴或微孔串联起来之后,便形成一条可辨认的宏观裂纹,最后导致断裂。

图10-4表示了塑性断裂过程中的各个阶段。

1)尖锐裂纹的钝化

2)裂纹的启裂。

3)裂纹的稳态慢扩展。

4)裂纹的失稳扩展。

2.塑性破坏的原因(www.xing528.com)

1)材料的强度不足,焊接材料的抗拉强度不符合使用强度的要求,或母材本身强度就不够。另外材料质量不过关,也是塑性破坏的一个重要因素。

2)焊接质量不过关,焊缝中存在着裂纹、未焊满、未焊透等缺陷。断裂总是从缺陷处开始的,缺陷以裂纹的最危险。它们减少了焊接结构的有效承载面积。虽然随着焊接技术的发展,焊接质量越来越高,但要完全避免缺陷,还是比较困难的。

3)应力平和不良的制造工艺是产生焊接残余应力的主要原因。因此,对于焊接结构来说,除了工作应力外,还必须考虑焊接残余应力和应力集中程度,以及由于装配不良等所带来的附加应力。

4)焊接结构设计的强度不够,尤其是角焊缝。如压力容器开孔补强、钢结构柱梁之间焊接等,结构在受载之后很容易产生塑性变形进而断裂。

5)焊工的责任心不强,施焊过程中偷工减料,忽视焊接过程中的检查清理,影响了焊接质量。近几年来相继发生的重庆彩虹大桥倒塌、宁夏某锅炉厂锅炉爆炸、南京某菜场钢结构厂房倒塌,就是这类破坏的典型事例。

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图10-4 塑性断裂过程中的各个阶段

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