基本介紹
- 中文名：脆性金屬
- 特徵：低應力破壞
- 措施：選用低溫衝擊韌性好的鋼材。
- 類別：金屬材料
脆性斷裂有以下特徵,防止脆斷的措施,韌-脆性轉變溫度,金屬材料產生脆性斷裂的條件,
脆性斷裂有以下特徵
（1）
（2） 一般都發生在較低的溫度，通常發生脆斷時的材料的溫度均在室溫以下20℃。
（3） 脆斷髮生前，無預兆，開裂速度快，為音速的1/3。
（4） 發生脆斷的裂紋源是構件中的應力集中處。
防止脆斷的措施
（1） 選用低溫衝擊韌性好的鋼材。
（2） 儘量避免構件中應力集中
（3） 注意使用溫度。
韌-脆性轉變溫度
在低溫情況下，材料因其原子周圍的自由電子活動能力和“粘結力”減弱而使金屬呈現脆性。一般情況下，對於每種材料，都有這樣一個臨界溫度，當環境溫度低於該臨界溫度時，材料的衝擊韌性會急劇降低，這種現象稱為金屬材料的低溫脆性轉變，這一臨界溫度稱為材料的脆性轉變溫度。為了確定材料的脆性轉變溫度，進行了大量的試驗研究工作。如果把一組有缺口的金屬材料試樣，在整個溫度區間中的各個溫度下進行衝擊試驗。
低碳鋼典型的韌-脆性轉變溫度。隨著溫度的降低，材料的衝擊值下降，同時在斷裂面上的結晶狀斷面部分增加，亦即材料的韌性降低，脆性增加。
有幾種方法
（1）衝擊值降低至正常衝擊值的50～60%
（2） 衝擊值降至某一特定的、所允許的最低衝擊值時的溫度。
（3） 以產生最大與最小衝擊值平均時的相應溫度
（4） 斷口中結晶狀斷面占面積50%時的溫度
對於厚度在40mm以下的船用軟鋼板，夏比V型缺口衝擊能量為25.51J/cm2時的溫度作為該材料的脆性轉變溫度。
金屬材料產生脆性斷裂的條件
5.5.1. 溫度
任何一種斷裂都具有兩個強度指標，屈服強度和表征裂紋失穩擴散的臨界斷裂強度。
溫度高，原子運動熱能大，位錯源釋放出位錯，移動吸收能量；溫度低反之。
5.5.2. 缺陷
5.5.2.1. 材料韌性
裂紋尖端應力大，韌性好發生屈服，產生塑性變形，限制裂紋進一步擴散。
5.5.2.2. 裂紋長度
裂紋越長，越容易發生脆性斷裂。
5.5.2.3. 缺陷尖銳程度
越尖銳，越容易發生脆性斷裂。
5.5.3. 厚度
鋼板越厚，衝擊韌性越低，韌-脆性轉變溫度越高。
原因：
（1）越厚，在厚度方向的收縮變形所受到的約束作用越大，使約束應力增加，在鋼板厚度範圍內形成平面應變狀態。
（2）冶金效應，厚板中晶粒較粗大，內部產生的偏析較多。
5.5.4. 載入速度
低強度鋼，速度越快，韌-脆性轉變溫度降低。
金屬材料的脆化現象
分兩類：
（1） 在一定溫度條件下出現的脆性，溫度條件改變後，脆性自行消失，或者在一定溫度條件下，經一定時間後出現的脆性。
