《材料物理性能》课程教学资源（PPT课件）第二章 材料的断裂强度 2.1 脆性断裂现象

第二章材料的断裂强度 第一节脆性断裂现象 第二节断裂强度的微裂纹理论 第三节无机材料中微裂纹的起源 第四节无机材料的断裂强度测试方法 第五节显微结构对无机材料断裂强度的影响

第二章 材料的断裂强度 第一节 脆性断裂现象 第二节 断裂强度的微裂纹理论 第三节 无机材料中微裂纹的起源 第四节 无机材料的断裂强度测试方法 第五节 显微结构对无机材料断裂强度的影响

2.1脆性断裂现象

2.1 脆性断裂现象

断裂现象 脆性断裂的断裂面

断裂现象 脆性断裂的断裂面

>1860~1870英国铁路事故死200人/年； >1938年3月14日比利时费廉尔大桥断成三节， 1947~1950比利时又有14座大桥脆性破坏； >近年来桥梁、房屋、锅炉和压力容器、汽车等 进到 这是虹桥垮塌现场

➢1860~1870英国铁路事故死200人/年； ➢1938年3月14日比利时费廉尔大桥断成三节， 1947~1950比利时又有14座大桥脆性破坏； ➢近年来桥梁、房屋、锅炉和压力容器、汽车等

二战以来的若干断裂事故 >1943-1947年，美国近500艘全焊船1000多起脆性破 坏，238艘报废。总是在焊接缺陷等应力集中区域，- 34℃水 >美国二次大战期间2500艘自由轮，700艘严重破坏， 其中145艘断成两段，10艘在平静海面发生。同时期 大量的战机事故一广泛采用焊接工艺和高强度材料； >1947年，苏联4500m3石油储罐，-430℃，底部和下 部壳连接处，大量裂纹。（低温、脆性、焊点应力集 中、内外温差) >五十年代，美国北极星导弹固体燃料发动机壳体试 验，发生爆炸。高强度合金，传统强度和韧性指标合 格，爆炸时工作压力远低于许用应力。（裂纹）

二战以来的若干断裂事故 ➢1943-1947年, 美国近500艘全焊船1000多起脆性破 坏，238艘报废。总是在焊接缺陷等应力集中区域，- 3~4 0C水 ➢美国二次大战期间2500艘自由轮，700艘严重破坏， 其中145艘断成两段，10艘在平静海面发生。同时期 大量的战机事故——广泛采用焊接工艺和高强度材料； ➢1947年，苏联4500m3石油储罐，-43 0C，底部和下 部壳连接处，大量裂纹。（低温、脆性、焊点应力集 中、内外温差） ➢五十年代，美国北极星导弹固体燃料发动机壳体试 验，发生爆炸。高强度合金，传统强度和韧性指标合 格，爆炸时工作压力远低于许用应力。（裂纹）

船身断裂，一分为 二的Schenectady 号油轮 1943年1月16日，一艘名为Schenectady的第二次世界大战 时的油轮停靠在0 regon的天鹅岛，在事先没有任何征兆 的情况下，该轮的甲板和船身从位于船尾的舰桥处断裂， 其断裂声据称一哩外都能听到。而这艘轮船两星期前刚 从位于波特兰的恺撒船坞下水。Schenectady轮被修补 后又重新投入使用

船身断裂，一分为 二的Schenectady 号油轮 1943年1月16日,一艘名为Schenectady的第二次世界大战 时的油轮停靠在Oregon的天鹅岛，在事先没有任何征兆 的情况下，该轮的甲板和船身从位于船尾的舰桥处断裂， 其断裂声据称一哩外都能听到。而这艘轮船两星期前刚 从位于波特兰的恺撒船坞下水。 Schenectady轮被修补 后又重新投入使用

>1954年1月10日英国大型喷气民航客机彗星号坠落， 同时期共三架坠落； >1958美国北极星号导弹固体燃料发动机壳体爆炸； >1963年，美国F-111飞机训练中，左翼脱落，飞机 坠毁，而当时飞行速度、负荷远低于设计指标。（热 处理不当、机翼枢轴出现缺陷，疲劳载荷，裂纹) >1969年11月美国F3左翼脱落； >1972年我国歼5坠毁；

➢1954年1月10日英国大型喷气民航客机彗星号坠落， 同时期共三架坠落； ➢1958美国北极星号导弹固体燃料发动机壳体爆炸； ➢1963年，美国F-111飞机训练中，左翼脱落，飞机 坠毁，而当时飞行速度、负荷远低于设计指标。（热 处理不当、机翼枢轴出现缺陷，疲劳载荷，裂纹） ➢1969年11月美国F3左翼脱落； ➢1972年我国歼5坠毁；

>2005年2月，美国停飞了30架E型C-130“大力士”飞 机，另外60架其他型号，包括某些E型、H型、H1型和 HC-130P/N型飞机，美空军也决定处于受限飞行状态。 中央机翼盒结 构在一系列检 测中发现有裂 纹，而且这些 裂纹的数量在 增多和程度加 剧

➢2005年2月，美国停飞了30架E型C-130“大力士”飞 机，另外60架其他型号，包括某些E型、H型、H1型和 HC-130P/N型飞机，美空军也决定处于受限飞行状态。 中央机翼盒结 构在一系列检 测中发现有裂 纹，而且这些 裂纹的数量在 增多和程度加 剧

>2007年11月2日美国F15空中解体；

➢ 2007年11月2日美国F15 空中解体；

断裂现象 断裂现象分类： -金属类：先是弹性形变，然后塑性形变，直至断 裂 -高分子类：先是弹性形变（很大），然后塑性形 变，直至断裂 -无机材料：先是弹性形变（较小），然后不发生 塑性形变（或很小）而直接脆性断裂

断裂现象 断裂现象分类: –金属类：先是弹性形变，然后塑性形变，直至断 裂 –高分子类：先是弹性形变（很大），然后塑性形 变，直至断裂 –无机材料：先是弹性形变（较小），然后不发生 塑性形变（或很小）而直接脆性断裂