韌性脆性轉變

金屬材料（特別是低強度結構鋼）的韌性隨溫度降低而降低，由韌性斷裂向脆性斷裂轉變，稱為韌脆轉變，相應的特徵轉變點的溫度稱為韌脆轉變溫度。工程上用“V”型缺口 衝擊試樣來測定吸收功和斷口形貌與溫度的關係，表征材料的韌-脆轉變性能。

基本介紹

• 中文名：韌性脆性轉變
• 外文名：ductilebrittle transition
• 領域：金屬材料
• 轉變溫度：韌脆轉變溫度
• 學科：材料學
• 套用：機械工程

介紹

金屬間化合物斷裂模式從韌性斷裂轉變為脆性斷裂的特性。高溫韌性 變為低溫脆性的臨界溫度稱為韌性- 脆性轉變溫度，工程上用“V”型缺口 衝擊試樣來測定吸收功和斷口形貌與 溫度的關係，表征材料的韌-脆轉變性 能。。韌—脆轉變特性與晶體結構和有序合金的成分有關，是評估有序化合金性能潛力的重要依據。

韌脆轉變溫度

通常套用缺口衝擊試樣測量金屬材料的韌脆轉變溫度，典型的衝擊試樣的韌脆轉變曲線示於圖1。當溫度較高時，衝擊吸收功隨溫度緩慢變化，稱為上平台區; 當溫度降低至某一很窄的溫度範圍內，衝擊吸收功隨溫度降低而劇烈降低; 當溫度進一步降低時，衝擊吸收功又隨溫度緩慢變化，稱為下平台區。在上述韌脆轉變過程中，相應的試樣斷口形貌也隨之變化，由纖維斷口向晶狀或解理斷口轉變，根據衝擊吸收功和斷口形貌隨溫度的變化，定義了各種韌脆轉變溫度，主要有下列三種：

1.NBTT——無脆性轉變溫度

相應於斷口形貌由100%纖維斷口到開始出現晶狀或解理斷口所對應的溫度。

2.FATT——斷裂形貌轉變溫度相應於斷口形貌為50%纖維斷口和50%晶狀或解理斷口所對應的溫度。

圖1 韌脆轉變溫度

3.NDTT——無延性轉變溫度對應於斷口形貌由纖維狀和晶狀(或解理)混合斷口轉變為100%晶狀或解理斷口所對應的溫度。

套用意義

在工程套用中，為防止構件脆斷，應選擇脆性轉變溫度低於構件下限工作溫度的材料。對於那些含氮、磷、砷、銻和鉍等雜質元素較多，在長期運行過程中有可能發生時效脆化、回火脆性等現象的材料，其脆性轉變溫度會隨運行時間而升高。因此，脆性轉變溫度以及脆性轉變溫度的增量已成為構件材料性能的考核指標之一。