铝合金材料的断裂韧性
铝合金7075材料参数
铝合金7075材料参数上海全恒精密机械有限公司
铝合金7075材料参数
机械性能
材料形式：T651
抗拉强度：＞520MPa
抗压强度：＞420MPa
屈服点：≥285MPa
断裂强度：≥285MPa
伸长率：＞6%
热处理：T651
化学成分
比重：2.78g/cm3
铝：≥75.00%
铜：≤3.50%
锰：2.30%-2.90%
锌：2.50%-3.50%
铁：≤0.50%
硅：≤0.30%
镁：0.50%-1.20%
锂：0.20%-0.60%
钒：≤0.10%
钼：≤0.10%
硼：≤0.10%
铬：≤0.10%
物理性能
模量：73.1GPa
抗拉强度：＞520MPa
抗压强度：＞420MPa
屈服点：≥285MPa
断裂强度：≥285MPa
断裂伸长率：＞6%
弹性模量：73GPa
热膨胀系数（20-100℃）：23.4x10-6/K
擦伤系数：0.3-0.4
位移率：50mm/100Mpa
耐腐蚀性
7075有较好的耐油性，耐酸碱性，可以在一定时间内耐受海水浸没，但不耐受高浓度的盐类和热氰酸盐。
材料应用
7075合金制备成板材，对于航空、航天及高强度构件上的应用十分普遍，具有极高的强度与较高的耐腐蚀性，可用于制造螺旋桨、飞机翼等轻型结构件。
此外，也应用于高精密的高速切削刀具，电器外壳、自行车、汽车等。
断裂韧性实验报告
东南大学力学实验报告随着断裂力学的发展，相继提出了材料的K 、J (J阻力曲线)、6 (CTOD阻力曲线)等一IC R R些新的力学性能指标，弥补了常规试验方法的不足，为工程应用提供了可靠的断裂判据和设计依据。
下面介绍下这几种方法的测试原理及试验方法。
IC对于线弹性或者小范围的I 型裂纹试样，裂纹尖端附近的应力应变状态彻底由应力强度因子K 所决定。
K 是外载荷P ，裂纹长度a 及试样几何形状的函数。
在平面应变状态下，当P 和aI I的某一组合使K =K ，裂纹开始失稳扩展。
K 的临界值K 是一材料常数，称为平面应变断I IC I IC裂韧度。
测试K 保持裂纹长度 a 为定值，而令载荷逐渐增加使裂纹达到临界状态，将此时的ICP 、a 代入所用试样的K 表达式即可求得K 。
C I ICK 的试验步骤普通包括：IC(1) 试样的选择和准备(包括试样类型选择、试样尺寸确定、试样方位选择、试样加工及疲劳预制裂纹等)；(2) 断裂试验；(3) 试验结果的处理(包括裂纹长度a 的测量、条件临界荷载P 的确定、实验测试值K 的Q Q 计算及KQ有效性的判断)。
J 积分延性断裂韧度是弹塑性裂纹试样受I 型载荷时，裂纹端点附近区域应力应变场强度力学参量J 积分的某些特征值。
测试J 积分的根据是J 积分与形变功之间的关系：UB ?a其中U 为外界对试样所作形变功， 包括弹性功和塑性功两部份， a 为裂纹长度， B 为试样厚度。
J 积分测试有单试样法和多试验法之分，其中多试样法又分为柔度标定法和阻力曲线法。
但无论是单试样法还是多试样柔度标定法，都须先确定启裂点，而艰难正在于此。
因此，我国 GB2038-80 标准中规定采用绘制J 阻力曲线来确定金属材料的延性断裂韧度。
这是一种多试样R法，其优点是无须判定启裂点， 且能达到较高的试验精度。
这种方法能同时得到几个J 积分值， 满足工程实际的不同需要。
所谓J 阻力曲线，是指相应于某一裂纹真实扩展量的J 积分值与该真实裂纹扩展量的关R系曲线。
铝合金热处理的研究进展
铝合金热处理的研究进展摘要：铝合金具有密度小，比刚度、比强度高，导热导电性能良好、塑性好、膨胀系数小、无低温脆性以及较好的耐腐蚀性等优点。
这些优良的性能，是铝合金能够在我国很多领域得到广泛应用的原因。
但是铝合金本身存在的硬度低，耐磨性较差，摩擦系数大等劣势，限制了其在工业以及其它行业上的进一步发展。
近年来，经济建设的快速发展，带动了航空航天、医疗设备、汽车等领域的前进步伐，而铝合金作为社会发展中较为重要的应用材料，对其综合性能的要求也越来越高。
本文首先综述了铝合金热处理技术的发展情况，介绍了铝合金热处理的特点，阐明了热处理对铝合金组织性能、腐蚀行为以及断裂韧性的影响，最后总结了热处理工艺对铝合金发展带来的重大意义和存在的问题。
关键词：铝合金；热处理；腐蚀行为；断裂韧性1铝合金热处理的特点为了提高铝合金的力学性能，使其导电性、导热性以及抗腐蚀性增强，一般通常采用热处理的方法来解决。
所谓的热处理是指为了提高沉淀硬化铸造和热轧状态合金的强度与硬度的一种加热或冷却处理。
相对于钢而言，铝合金具有独特的优势，在高温淬火后，可塑性随之升高，与此同时，铝合金的强度和硬度也会随之升高，然而钢铁在经过热处理后虽然刚度得到一定的提高，但是其可塑性降低了。
2常见的固溶、时效热处理工艺2.1铝合金的时效处理时效处理又分为自然时效和人工时效，是指使材料在室温或者较高温度下存放较长时间的工艺。
一般来说，经过时效处理后，铝合金的硬度和强度都有所增加，但是塑性、韧性和内应力相对有所降低。
2.2铝合金的固溶处理固溶处理能够使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并且使合金的韧性和抗腐蚀性能得到提高，为后期的加工和成型带来便捷。
固溶处理主要是改善合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理做好准备。
固溶处理又可细分为单极、高级、强化固溶、高温析出等普遍应用的工艺。
图1（a）所示的晶界残留相相比于图1（b）的要多，图1（d）由于温度过高，出现了过烧现象，形成三角复熔区。
铝合金材料在航空航天领域中的应用研究
铝合金材料在航空航天领域中的应用研究航空航天领域一直是世界科技发展的前沿领域，需要运用先进技术与材料来保障航空器在危机中的性能、重量和安全。
铝合金材料作为一种轻量、高强度和耐腐蚀性能优良的材料，在航空航天领域中得到了广泛应用。
本文将介绍铝合金材料在航空航天领域中的应用研究，包括其特性、制备技术、以及正在研究的前沿。
一、铝合金材料的特性铝合金材料是以铝为主要成分的合金，其中掺杂了其他元素，如铜、镁、锌等。
它的密度远低于其他金属，如钢和钛合金，同时其强度也比这些材料高。
由于其特殊的性能，铝合金材料被广泛应用于航空航天领域的制造中，如航空器中的机身、翼、发动机部件等。
此外，铝合金材料还具有优良的可成型性和耐腐蚀性，可以满足飞行器制造中的高要求。
二、铝合金材料的制备技术铝合金材料的制备技术主要包括熔炼、挤压、锻造、粉末冶金、等离子喷涂等。
其中，薄板及粉末冶金材料制备技术因其能够满足生产成本和良好的变形性能而被广泛运用于航空航天领域中。
在薄板制备中，薄板的厚度通常在0.2mm到6mm之间，其制备方法一般包括顶轧、轧制和挤压等。
具体来说，顶轧方法将铝板材与另一种金属薄片经过热轧以制备出一个复合材料。
而轧制方法以金属拉伸、挤压和弯曲等方式来获得所需厚度的铝板。
最后，挤压方法可以通过同时应用高温和高压来将铝同其他合金化材料复合在一起以制备出铝板材，这种方法应用广泛。
三、铝合金材料在航空航天领域的应用铝合金材料在航空航天领域的应用主要包括飞机机身、翼、起落架和发动机等部件。
在飞机机身方面，铝合金材料被用于制造大型铝合金蒙皮。
在这种情况下，将大型铝合金薄板用冲压成形的方法制成一个结构完整的飞机机身部件，以确保其强度和重量符合航空器设定的标准。
在翼部分，铝合金材料被用于制造高强度的结构组件，以确保它们在飞行中的危机中保持形状和轮廓。
铝合金材料在发动机和航空电子中也有广泛的应用，以确保它们在不同的工作条件下保持其需要的性能。
不同合金材料的强度与韧性对比研究
不同合金材料的强度与韧性对比研究合金材料是由两种或更多金属元素组成的材料，通常用于高强度和高韧性的工程应用。
然而，不同合金材料的强度和韧性因其组成成分和处理方式而有所不同。
本文将探讨一些常用的合金材料，并比较它们之间的强度和韧性。
1.铝合金铝合金是一种常用的轻质高强度材料，其强度和韧性比起普通的纯铝材料都有所提高。
常见的铝合金有6061和7075，它们的强度和韧性都很高。
6061铝合金适用于飞机和汽车部件的制造，而7075铝合金则适用于高强度的结构用途，如桥梁和飞机主翼。
对于纯铝材料，它们相当柔软并且不是很强，但是铝的优点在于它们在表面形成了氧化层，这会使得铝的表面更加坚硬，并且可以提高其耐腐蚀性。
这些氧化层层厚度也会影响到铝合金的强度和韧性。
2.钛合金钛合金是另一个高强度和高韧性的合金。
它们的优点在于它们比铝更轻，并可以承受高温和高压力。
钛合金的优点在于，它们的化学性质稳定，而且不会受到氧化或者腐蚀的影响。
钛合金主要用于航空发动机和船舶制造等高强度结构。
钛合金通常是铝和钛的混合物，但是不同厂商的钛合金的化学成分有所不同。
这会影响到钛合金的强度和韧性。
另外，钛合金可以进行不同的热处理，以提高其性能特征。
3.不锈钢不锈钢是一种腐蚀性能非常好的合金，其强度和韧性也比较高。
不锈钢的主要元素是铬和镍，这些元素能够形成一层致密的氧化层，这会使得不锈钢更加耐腐蚀，并且具有较高的韧性和强度。
不锈钢可以用于制造压力容器，机械和核电厂等高度腐蚀性的环境。
不锈钢有很多种，但是最常用的是304和316不锈钢。
这两种不锈钢采用不同的合金设计，因此其在化学成分和性能特征方面不同。
304不锈钢比316不锈钢更加硬但是不如316不锈钢在耐腐蚀方面好。
因此，设计师需要根据具体的应用场景进行选择。
4.镁合金镁合金是一种轻质合金，其密度比铝和钛还要低。
镁合金的强度和韧性非常高，是一种优秀的结构材料，特别适用于航空航天和汽车工业中的轻量化设计。
铝合金挤压缺陷分析及质量控制方法
铝合金挤压缺陷分析及质量控制方法铝合金挤压是一种常见的金属加工方法，可以制造出各种形状复杂、尺寸准确的铝合金材料。
在挤压过程中，可能会出现一些缺陷，如裂纹、畸变、气泡等。
这些缺陷对最终产品的性能和质量产生重要影响。
因此，对铝合金挤压缺陷进行分析和质量控制非常重要。
首先，我们来分析一些铝合金挤压可能出现的缺陷：1.裂纹：裂纹是挤压过程中最常见的缺陷之一，可能是由于材料的拉伸、压缩或应力过大引起的。
裂纹通常位于材料的边缘或内部，严重影响材料的强度和耐久性。
2.畸变：挤压过程中，材料受到强烈的变形力，可能导致其形状发生畸变。
这可能是由于模具设计不当、材料不均匀或挤压温度过高等原因引起的。
畸变会影响产品的精度和外观质量。
3.气泡：在挤压过程中，可能会产生气泡，这通常与气体溶解度、挤压温度、模具设计等因素有关。
气泡会降低材料的强度和断裂韧性。
为了控制和避免上述铝合金挤压缺陷，可以采取以下质量控制方法：1.优化模具设计：合理的模具设计可以减少挤压过程中的应力集中和变形，降低裂纹和畸变的风险。
通过对挤压参数和材料性能的充分了解，可以设计出适合的模具几何形状和尺寸。
2.选择合适的挤压温度：挤压温度对铝合金挤压过程中的材料流动性和冷却速率具有重要影响。
选择适宜的挤压温度可以避免材料的过度损伤和缺陷的产生。
3.控制挤压速度：挤压速度对挤压过程中的应力分布和微观组织形成有影响。
过高的挤压速度可能引起过度的应力和快速冷却，增加裂纹和畸变的风险。
因此，需要控制挤压速度，使之适应材料的性质和模具的要求。
4.严格控制材料质量：合格的原材料是制造高质量铝合金挤压材料的基础。
需要严格遵守材料规格和标准，进行材料化学成分和物理性能的检测，确保材料的可靠性和稳定性。
5.加强挤压过程监控：挤压过程中需要不断监控挤压力、温度、速度等参数，及时反馈调整，并进行质量检验。
通过合理的挤压工艺和检测控制方法，可以最大限度地避免缺陷的出现。
以上是针对铝合金挤压缺陷的分析及质量控制方法的简要介绍。
铝合金材料标准规范
铝合金材料标准规范在当今的制造业中，铝合金成为了供应商和客户喜爱的材料之一。
其具有轻质、高强度、可回收等诸多优点，使得其在航空、汽车、建筑等众多领域应用广泛。
然而，铝合金材料的生产涉及到众多因素，必须遵循相应的标准规范，以确保产品的质量、可行性和安全性。
1. 铝合金材料标准规范涵盖的范围铝合金材料标准规范覆盖了铝及其合金材料的生产、处理、加工和测试等方面。
由于铝合金致密度低、压缩强度低以及塑性变形大等特性，其制造必须遵循科学、严密、标准化的流程。
该规范包括以下方面：（1）化学成分：该规范通过分析各种合金的化学成分，确保其符合特定规范要求。
例如，铝和铝合金的氧化物、硅、铁、铜、锰、镁、铬、锆的数量等。
（2）加工条件：该规范确定了加工制造过程中的工序、设备的使用和维护，以及相关的生产环境，从而确保铝合金材料在加工过程中的质量、可行性和安全性。
（3）性能测试：该规范提出了铝合金材料性能测试的标准要求，例如材料的抗拉强度、伸长率、硬度、断裂韧性、疲劳寿命等等。
2. 标准化对铝合金材料生产的意义标准化是确保铝合金材料生产质量和安全的重要途径。
这一过程不仅关乎产品质量、根据规范进行生产也可以帮助企业改善内部管理，提高效率和生产效果。
首先，标准化可以通过促进技术革新和新材料的开发，扩大市场需求，满足新的社会需求。
其次，标准化可以增强铝合金材料在全球市场上的竞争优势。
在国际贸易上，各国的产业标准无法达成一致，标准化的铝合金材料能够帮助企业在竞争中处于优势。
此外，标准化还可以为消费者提供更为优质的服务。
通过规范化生产、标准化验收，消费者能够获得更真实、更符合自己需求的产品。
3. 案例分析以某铝合金生产厂家为例，该企业在2008年通过ISO9001: 2000认证，并获得了2009年“国家优质产品”称号。
其生产铝合金材料的设备非常先进，已实现为客户提供生产具有不同厚度、长度和宽度的多种型号的铝合金板材等。
在生产过程中，该企业始终坚持遵循ISO9000体系，依据GB、ASTM、JIS等多种标准进行生产。
7075铝合金模具材料性能介绍
7075铝合金模具材料性能介绍一、物理性能：1. 密度：7075铝合金的密度为2.81g/cm³，略大于一般铝合金材料。
2.熔点：7075铝合金的熔点为480°C，较高。
3.线膨胀系数：7075铝合金的线膨胀系数为23.6×10^-6/°C，介于一般金属材料之间，适合在模具制造中使用。
二、力学性能：1.强度：7075铝合金具有极高的强度，抗拉强度可达到560MPa，抗压强度可达到505MPa，属于超高强度铝合金材料。
2.延伸率：7075铝合金的延伸率较低，一般仅为11%，属于脆性材料。
3.硬度：7075铝合金材料硬度高，可以通过合理的热处理方法进一步提高硬度。
常见的硬度值为HB150-160。
三、热处理性能：1.固溶处理：7075铝合金适合进行固溶处理，通过加热至465-485°C保温一段时间，然后快速水淬或气淬，可明显提高材料的强度和硬度。
2.冷床处理：7075铝合金冷床处理可以进一步提高材料的强度和硬度，常用的冷床处理方法有人工时效和自然时效。
3.热床处理：7075铝合金热床处理可以调整材料的性能，如改变材料的强度、硬度、断裂韧性等。
总结：7075铝合金模具材料具有良好的物理性能、优异的力学性能和较好的热处理性能。
其具有高强度、耐热、低膨胀系数等特点，适用于要求高强度和耐磨性的模具制造。
在使用7075铝合金材料时，需要注意其低延伸率，防止出现脆性断裂。
此外，合适的热处理方法可以进一步提高7075铝合金的性能，特别是硬度和强度。
注：以上仅为7075铝合金材料的一般性能介绍，具体性能还应根据具体牌号和供应商提供的材料数据进行参考和确认。
alsi10mnmg断裂延伸率
ALSI10MNMG断裂延伸率介绍在材料科学和工程领域中，断裂延伸率是衡量材料在受力下发生断裂前能够延伸的程度。
ALSI10MNMG是一种铝合金材料，常用于航空航天工业和汽车制造等领域。
本文将探讨ALSI10MNMG的断裂延伸率及其影响因素。
断裂延伸率的定义断裂延伸率是指材料在拉力作用下发生断裂之前能够延伸的长度与原始长度之比。
通常以百分比表示，计算公式如下：断裂延伸率=L f−L0L0×100%其中，L f为样品断裂时的长度，L0为样品初始长度。
ALSI10MNMG的特性ALSI10MNMG是一种铝合金，由铝（Al）、硅（Si）、锰（Mn）和镁（Mg）组成。
它具有以下特性：1.轻量化：铝合金相对于传统的钢材具有更低的密度，可以减轻结构负荷。
2.高强度：铝合金的强度优于纯铝，能够承受更大的载荷。
3.良好的导热性：铝合金具有较高的导热系数，能够有效传递热量。
4.耐腐蚀性：铝合金可以在大气中形成一层氧化膜，具有良好的耐腐蚀性。
5.可塑性：铝合金易于加工成各种形状，并且可以通过热处理进一步提高其可塑性。
影响ALSI10MNMG断裂延伸率的因素ALSI10MNMG的断裂延伸率受到多种因素的影响，下面将详细介绍其中几个重要因素：1. 材料组分ALSI10MNMG铝合金中硅（Si）、锰（Mn）和镁（Mg）等元素的含量会对断裂延伸率产生影响。
适当调整这些元素的含量可以改善材料的可塑性和韧性，从而提高断裂延伸率。
2. 结晶粒度ALSI10MNMG铝合金中晶粒尺寸对其力学性能和断裂延伸率有显著影响。
较小的晶粒尺寸有利于增加材料的强度和塑性，从而提高断裂延伸率。
3. 热处理通过热处理可以改变ALSI10MNMG铝合金的晶体结构和性能。
适当的热处理可以调整晶粒尺寸、消除内部应力，并提高断裂延伸率。
4. 加工方法不同的加工方法对ALSI10MNMG铝合金的断裂延伸率也有影响。
例如，冷变形会导致材料结构紧密，进而降低其断裂延伸率；而热变形则可以改善材料的塑性和韧性。
铸造铝合金断口结晶组织等级标准
铸造铝合金断口结晶组织等级标准铸造铝合金断口结晶组织等级标准1. 前言铸造铝合金作为一种重要的结构材料，在航空航天、汽车、电子、建筑等领域得到广泛应用。
铝合金的性能与其断口结晶组织密切相关。
为了准确评估铝合金的性能，制定了铝合金断口结晶组织等级标准。
本文将对铸造铝合金断口结晶组织等级标准进行深入的探讨和分析。
2. 等级标准的作用铸造铝合金断口结晶组织等级标准将铝合金的断口结晶组织按照一定的标准进行分类和评估。
这种分类和评估系统可以为铝合金生产和应用提供准确的参考，有助于制定合理的制造工艺和品质控制标准。
等级标准反映了铝合金断口结晶组织与力学性能之间的关系，有助于判断铝合金的可用性、机械特性和耐用性。
3. 研究方法和分类依据在制定铸造铝合金断口结晶组织等级标准时，通常会采用一定的研究方法和分类依据，以确保评估的准确性和可行性。
常用的研究方法包括显微组织观察、断口形貌分析和力学性能测试。
通过对铝合金断口的显微组织进行观察和分析，可以了解其组成、晶粒尺寸、晶界特性等信息。
断口形貌分析可以揭示材料的断裂机制和断面特征。
力学性能测试可以对材料的强度、韧性、硬度等进行定量评估。
4. 等级标准的内容铝合金断口结晶组织等级标准通常包括几个方面的内容：晶粒尺寸、晶界特性、断裂模式等。
其中，晶粒尺寸是评估铝合金断口结晶组织的重要指标之一。
晶粒尺寸的大小会直接影响铝合金的力学性能，小晶粒有利于提高材料的强度和韧性。
晶界特性也是一个重要的评估指标，它反映了晶界的结晶度和稳定性，对材料的断裂韧性有着重要影响。
断裂模式则描述了铝合金在断裂过程中的表现形式，包括韧性断裂、脆性断裂等。
5. 个人观点和理解作为铝合金断口结晶组织等级标准的使用者，我认为这种等级标准的制定对于铝合金的生产和应用具有重要的意义。
合理的等级标准可以为铝合金的品质控制和性能评估提供准确的依据，有助于提高铝合金产品的质量和可靠性。
我也认为在制定等级标准时，需要充分考虑铝合金的应用场景和要求，确保标准的可行性和适用性。
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放率及对应的断裂韧度和G 判据。
线弹（塑）性条件下的断裂韧性
裂纹扩展的基存方式
影响铝合金断裂韧度的因素
断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有3种：
平面应力下，代入
平面应变下，同样
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素 断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
平面应力状态下应力松驰后的塑性区尺寸大小
平面应变状态是理论上的抽象。厚板件：表面处于平面应力 状态，心部是平面应变状态。
实际试件的塑性区
线弹（塑）性条件下的断裂韧性
可求得修正值后KI值
平面应力状态下应力松驰后的塑性区尺寸大小
没有考虑下图中影线部分面积（屈服区）内应力松弛的影响
在塑性区r0范围内如不考虑形变强化，其应力可视为恒定的， 则高出σys 的部分势必要发生应力松驰。应力松驰的结果， 使原屈服区外的周围弹性区的应力升高，相当于BC线向外推 移到EF位置，塑性区由r0扩大至R0。能量角度直观地看，面 积DBA＝矩形面积BGHE
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素
断裂韧性KIC和断裂KI的判据
断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
当应力和裂纹尺寸a单独或同时增大时， KI 和裂纹尖端的各应力分量也随之增大。
当应力或裂纹尺寸a增大到临界值时，也就是在裂纹尖端足够大的范围内，应力达到
材料的断裂韧性，裂纹使失稳扩展而导致材料的断裂，这时KI 也达到了一个临界值，
平面应力：
影响铝合金断裂韧性的因素
断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
当应力σ大时，裂纹尖端的塑性区也增大，影响 就越大，其修正就必要，通常情况下，当 σ／Rp0.2=0.6-0.7时，就需要修正。
图：用等效裂纹修正KI
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧性的因素
裂纹扩展能量释放率GI
断裂韧性的检测方法 断裂韧度实例Biblioteka 析铝合金板材中很少应用。略去。
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧性的因素 断裂韧性的检测方法 断裂韧度实例分析
J影响断裂韧性的因素
内在因素 外在因素
合金成分 难溶硬相质点 沉淀产物及其分布
Al12MG2Cr Al20Mn3Cu2
ZrAl3
组织结构
晶粒形状及大小 亚晶及其它位错组态
金属夹杂和非金属夹杂
线弹（塑）性条件下的断裂韧性
裂纹扩展的基存方式
影响铝合金断裂韧度的因素
断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素
裂纹尖端的应力场及应力场的强度因子KI
断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
设有一承受均匀拉应力的无限大板，含有长为2a 的I 型穿透裂纹，其尖端附近（r， θ ）处应力、应变和位移分量可以近似地表达如下：
KIC和KI的区别
KI是一个力学参量，表示裂纹中裂纹尖端的应力应变场强度的大小，它决定于外 加应力、试样尺寸和裂纹类型，而和材料无关。
KIC是一个是材料的力学性能指标，它决定于材料的成分、组织结构等内在因素， 而与外加应力以及试样尺寸等外在因素无关，为平面应变断裂韧度。
在临界状态下所对应的平均应力，称为断裂应力或裂纹体断裂强度，记作σc ; 对应的裂纹尺寸称为临界裂纹尺寸，记作αc ;对应的关系：KIC=Y. σc. 根据应力场强度因子KI和断裂韧度KIC 的相对大小，可以建立裂纹失稳扩展脆断的断 裂K判据，即:K1 ≥KIC。当K1 < KIC时，即使有裂纹，但不会扩展→ 破损安全
这时KI 记为KIC或KC,称为断裂韧性（概念） ，单位为MPa· 或KN·1/ 一个表示材料抵抗断裂的能力。
3 ，其是
(Kc为平面应力断裂韧度， KIC为平面应变断裂韧度．同一种材料Kc>KIC) KIC=Y. σ.
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素 断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
KI值愈大，则该点各应力、应变和位移分量之值越高，因此，KI反映了裂纹尖端区域应力场的强度， 故称之为应力强度因子。
它综合反映了外加应力和裂纹位置、长度对裂纹尖端应力场强度的影响，其一般表达式为
KI= Y×σ×
Y为裂纹形状系数，取决于裂纹的类型，对于不同类型的裂纹， KI和Y的表达式 Y一般为1-2.
铝合金材料的断裂韧性
航空材料事业部
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素 断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
线弹性断裂力学认为：在脆性断裂过程中， 裂纹体各部分的应力和应变 处于线弹性阶段，只有裂纹尖端极小区域处于塑性变形阶段。 处理问题有两种方法： 一种是应力应变分析方法，研究裂纹尖端附近的应力应变场，提出应力
裂纹尖端应力分析
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素 断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
裂纹尖端的应力场及应力场的强度因子KI
若裂纹尖端沿板厚方向（即z方向）的应变不受约束，对薄板 σZ=O，裂纹尖端处于两向拉应力状态， 即平面应力状态。若裂纹尖端沿z方向的应变受到约束， 对厚板，ε Z＝O ,则裂纹尖端处于平面应 变状态。此时，裂纹尖端处于三向拉伸应力状态，应力状态软性系数小，因而是危险的应力状态。
裂纹尖端任意一点的应力、应变和位移分量取决于该点的坐标（r ， θ ）、材料的弹性模数以及参量KI
KI= σ×
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素 断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
裂纹尖端的应力场及应力场的强度因子KI
若裂纹体的材料一定，且裂纹尖端附近某一点的位置（r , θ ）给定，则该点的各应力、应变和 位移分量唯一决定于KI 值。
熔铸时引起的缺陷
线弹（塑）性条件下的断裂韧性
裂纹尖端塑性的修正
影响铝合金断裂韧度的因素
断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析
塑性区的边界方程：
塑性区的边界方程图形如右下图： 在X轴上， θ=0 时，塑性区的宽度r0为塑性区的边界方程：
线弹（塑）性条件下的断裂韧性 影响铝合金断裂韧度的因素 断裂韧度的检测方法 断裂韧度实例分析