平面应变断裂韧性KIC的测定 材化08 李文迪 40860044 0 平面应变断裂韧性KIC的测定 [试验目的] 1. 了解平面应变断裂韧度KIC测试的基本方法，操作顺序及技术要求，体验试验过程。 2.测量40Cr的平面应变断裂韧度。 [试验原理] 断裂是材料构件受力作用下发生的最危险的变化形式，尤其是没有发生明显的宏观塑性变形的情况下就发生的断裂-脆性断裂。理论分析和大量时间结果表明：在陶瓷、玻璃等脆性材料中，断裂条件是 ?a?材料常数 式中，?为正应力，2a为试样或者构建中的裂纹长度。 这样的结果，应用于高强度引述材料的脆性断裂也与实际相符合的很好。根据线弹性断裂力学，断裂的盘踞是断裂前沿应力强度因子K达到其临界值-材料的平面应变断裂韧度KIC，即： K=Y?a?KIC 式中Y是断裂的形状因子，平面应变断裂韧度KIC是材料抵裂纹拓展能力的特征参量，它与裂纹的尺寸及承受的应力无关。 平面应变断裂韧性，可以用于评价材料是否适用，作为验收和产品质量控制的标准。材料的断裂韧度收到冶金因素的制造工艺影响。应用平面应变断裂韧度对构建的断裂安全性进行评价，需要对构件的受力情况、工作环境、无损检测裂纹方法的灵敏度、可靠性等方面进行分析。 1 平面应变断裂韧性KIC的测定 [试验式样与样品] 本试验采用经过860 oC淬火、220 oC回火处理的40Cr钢，屈服强度 ?s=1400MPa，材料形状尺寸如图一所示： 试验工具： 1.WDW-200D微机控制电子式万能材料试验机（试验力准确度优于示值的0.5%） 2.游标卡尺（精度0.02mm） 3.双悬臂夹式引伸计（原长10.00mm） 4.工具显微镜15JE（精度0.001mm） [试验步骤] （1）测定试样的厚度B，要求沿着裂纹的语气拓展面在未断开的区域测量厚度，精度要求到0.025mm或者0.1%B中的较大者。测量试样的宽度W。 （2）对试样粘贴引伸计的卡装刀口。将试样安放于试验机上，要求 裂纹扩展面与加载压头处于同一个平面上，避免二者错位或者形成明显不足为0的夹角。 （3）对试样加载，测量载荷P-位移V关系曲线，知道试样被完全断裂为止。加载速度控制标准为：应力强度因子的速率在0.55~2.75MPa·m/s范围内。 2 平面应变断裂韧性KIC的测定