低溫脆性
中文名稱:低溫脆性
英文名稱:black brittleness
定義:材料的沖擊吸收功隨溫度降低而降低,當試驗溫度低于Tk(韌脆臨界轉變溫度)時,沖擊吸收功明顯下降,材料由韌性狀態變為脆性狀態,這種現象稱為低溫脆性。
金屬材料的低溫脆性
并不是所有的金屬材料都具有低溫脆性。
只有以體心立方金屬為基的冷脆金屬才具有明顯的低溫脆性,如中低強度鋼和鋅等。而面心立方金屬,如鋁等,沒有明顯的低溫脆性。
金屬低溫脆性的原理
金屬的低溫脆性是由于金屬的屈服強度隨溫度降低而升高造成的。.屈服強度бs與斷裂強度бc相交,交點對應的溫度為脆性轉變溫度Tk。當T<Tk時,бs> бc,隨著應力的增加,材料在發生塑性變形之前就發生斷裂,屬于脆性斷裂;當T>Tk時,бc>бs,隨著應力的增加,材料先發生塑性變形,然后斷裂,屬于塑性斷裂。金屬材料在Tk發生脆性轉變。
金屬材料脆性轉變的本質是其塑性變形能力對溫度變化的反映。在可用滑移系統足夠多、阻礙滑移的因素不因溫度變化而加劇的情況下,材料將保持足夠的變形能力而不表現出脆性斷裂,面心立方金屬屬于這種情況。但是體心立方金屬,如鐵、鉻、鎢及其合金,在常溫下變形能力尚好,但在低溫條件下,間隙雜質原子與位錯和晶界相互作用的強度增加,阻礙位錯運動、封鎖滑移的作用加劇,使得對變形的適應能力減弱。
高分子材料的低溫脆性
高分子材料也具有低溫脆性。
比如電影加勒比海盜3中,部分船員在進入寒冷低溫區之后出現器官被凍掉的情況,就是因為身體的器官在低溫下發生了脆性轉變,受到沖擊力時無法通過塑性變形吸收進行吸收,直接發生脆性斷裂。
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