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        彈簧韌窩裂紋的萌生的擴展

        彈簧韌窩裂紋的萌生的擴展
          彈簧韌窩斷裂包括三個階段,裂紋的萌生一形成顯微孔洞,裂紋的擴展聚集和最終斷裂,見圖3-12
          
          彈簧材料承受拉伸載荷時,當應力超過彈簧材料的屈服強度時發生塑性變形,產生頸縮形成三向應力狀態。中心軸向應力隨著頸縮的進展不斷增大。在三向應力作用下,在沉淀相、夾雜物與金屬界面處分離產生微孔,或夾雜物本身破碎形成裂紋,也可能由于強裂滑移位錯塞積產生孔洞,見圖3-12(a)(b)。圖3-14是AI-Li-Cu-Mg-Zr合金經53度30分+190度10小時處理后,夾雜物本身破碎形成裂紋。圖3-15(a)為AI-Li-Cu-Mg-Zr530度30分淬火態,裂紋在強烈滑移處萌生,(b)擴展。
          
          夾雜物或第二相粒子在彈簧韌窩斷裂中起著重要作用。質點越大,裂紋萌生的兒率越高。韌窩的尺寸通常人十質點間的距離,說明斷裂時并不是所有的質點都起作用,存在著一個臨界質點尺寸問題,臨界質點尺寸隨溫度降低而減小。在較低溫度下發生斷裂時,韌窩尺寸減少表明有較大比例的質點萌生了裂紋。一定大小的質點只在一定溫度下起作用。例如18%Ni馬氏體時效鋼淬火后475度回火4小時,在-196度下拉伸,得到具有粗大韌窩斷口。分析表明,時效初期沉淀相太小,沒有形成韌窩。只有那些未溶解的粗大質點形成廠微坑,見圖33-16(a)。如果經475度回火600小時后,在同樣的拉伸溫度下得到了具有極小韌窩的斷口,圖3-16(b)。
          
          研究表明能否在質點處萌生裂紋,和質點與基體結合致密程度有關。結合緊固不易萌生裂紋,反之,容易萌生裂紋。
          
          微孔形成后,擴展方式有兩種,一種為內頸縮擴展、另一種為剪切擴展。
          
          內頸縮擴’展是質點大小、分布均勻,韌窩在多處形核起裂,以后隨變形的增加,微孔壁變薄,通過撕裂方式相連接。
          
          剪切擴展是彈簧材料中有較多夾雜物,又有細小析出相時,微孔之間可能以剪切方式相連接。內頸縮與剪切擴展在同一韌窩斷口上可能同時發生。

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