拉伸断口形貌分析

断口分析

研究金属断裂面的学科，是断裂学科的组成部分。金属破断后获得的一对相互匹配的断裂表面及其外观形貌，称断口。断口总是发生在金属组织中最薄弱的地方，记录着有关断裂全过程的许多珍贵资料，所以在研究断裂时，对断口的观察和研究一直受到重视。通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题：如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响，通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。随着断裂学科的发展，断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关，互相渗透，互相配合；断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。

断口的宏观和微观观察 断口分析的实验基础是对断口表面的宏观形貌和微观结构特征进行直接观察和分析。通常把低于40倍的观察称为宏观观察，高于40倍的观察称为微观观察。

对断口进行宏观观察的仪器主要是放大镜(约10倍)和体视显微镜（从5～50倍）等。在很多情况下,利用宏观观察就可以判定断裂的性质、起始位置和裂纹扩展路径。但如果要对断裂起点附近进

断口金相分析

一、实验目的

1、掌握断口宏观分析的方法，了解断口宏观分析的意义及典型宏观断口的形貌特征。 2、了解扫描电镜在断口分析中的应用，识别几种常见断口的微观形貌。

二、 实验设备及试样

1、实验设备：低倍体式显微镜、扫描电子显微镜。

2、试样：铸铁及低碳钢拉伸断口、氢脆断口、疲劳断口、系列冲击断口，过热过烧断口等等。

四、 实验内容

钢材或金属构件断裂后，破坏部分的外观形貌通称断口。断裂是金属材料在不同情况下当局部破断发展到临界裂纹尺寸，剩余截面不能承受外界载荷时发生的完全破断现象。由于金属材料中的裂纹扩展方向总是遵循最小阻力路线，因此断口一般也是材料中性能最弱或零件中应力最大的部位。断口型貌十分真实地记录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程，因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基础，同时也是分析断裂原因的可靠依据。断口分析中分宏观断口分析与微观断口分析两类，它们各有特点，相互补充，是整个断口分析中互相关联的两个阶段。 （一）宏观断口分观

宏观断口分析：用肉眼、放大镜、低倍实体显微镜来观察断口形貌特征，断裂源的位置、裂纹扩展方向以及各种因素对断口形貌特征的影响称断口宏观分析。从断裂机理可知，任何断裂过程

扫描电镜分析

扫描电子显微镜

扫描电镜分析

扫描电子显微镜的基本知识与像差 电子束与固体样品作用和产生的信号 扫描电子显微像的衬度 扫描电子显微镜的构造和工作原理 扫描电子显微镜的样品制备

电子束与固体样品作用和产生的信号

当高速电子照射到固体 样品表面时，就可以发 生相互作用，产生背散 射电子，二次电子，俄 歇电子，特征X射线等信 息。 这些信息与样品表面的 几何形状以及化学成份 等有很大的关系。 通过这些信息的解析就 可以获得表面形貌和化 学成份的目的。

(1)背散射电子：指被固体样品的原子核反弹回来的一部分 反射电子，其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。 它的能量较高，基本上不受电场的作用而直接进入检测器。 散射强度取决于原子序数和试样的表面形貌。用于扫描电镜的成像。

(2)二次电子： 入射电子撞击样品表面原子的外层电子， 把它激发出来，就形成了低能量的二次电子；在电场的作 用下，二次电子呈曲线运动，翻越障碍进入检测器，因而 使表面凸凹的各部分都能清晰成像。二次电子的强度主要 与样品表面形貌有关。二次电子和背散射电子共同用于扫 描电镜的成像。

(3)吸收电子：入射电子进入样品之后，经过多次非弹性散射，使其能量 基本耗散，最后被样

名词解释

延性断裂：金属材料在过载负荷的作用下，局部发生明显的宏观塑性变形后断裂。 蠕变：金属长时间在恒应力，恒温作用下，慢慢产生塑性变形的现象。

准解理断裂：断口形态与解理断口相似，但具有较大塑性变形（变形量大于解理断裂、小于延性断裂）是一种脆性穿晶断口

沿晶断裂：裂纹沿着晶界扩展的方式发生的断裂。 解理断裂：在正应力作用下沿解理面发生的穿晶脆断。 应力腐蚀断裂：拉应力和腐蚀介质联合作用的低应力脆断

疲劳辉纹：显微观察疲劳断口时，断口上细小的，相互平行的具有规则间距的，与裂纹扩展方向垂直的显微条纹。

正断：断面取向与最大正应力相垂直（解理断裂、平面应变条件下的断裂）

韧性：材料从变形到断裂过程中吸收能量的大小，是材料强度和塑性的综合反映。 冲击韧性：冲击过程中材料吸收的功除以断的面积。 位向腐蚀坑技术：利用材料腐蚀后的几何形状与晶面指数之间的关系研究晶体取向，分析断

裂机理或断裂过程。

河流花样：解理台阶及局部塑性变形形成的撕裂脊线所组成的条纹。其形状类似地图上的河

流。

断口萃取复型：利用AC纸将断口上夹杂物或第二相质点萃取下来做电子衍射分析确定这些

质点的晶体结构。

氢脆：金属材料由于受到含氢气氛的作用而引起的低应力脆断。 卵形韧窝：大韧窝在

LAMMPS拉伸模拟有两种常用的方法：fix deform 和 velocity，也就是应变率拉伸和速度拉伸。

首先来说fix deform，这个命令使系统在给定的应变率下均匀拉伸。由于是对应变率进行控制，因此在用这个方法时通常要先定义应变率。

应变率定义的方法基本都一样，就是： variable tmp equal \variable L0 equal ${tmp}

variable strain equal \

另外这种拉伸方法的效果是让盒子整体变大，因此需要施加周期性边界条件P在拉伸方向上。

fix deform不能模拟真实拉伸过程中夹头对端部的固定，因此可以认为它是单纯的考虑了变形部分的变化特征。

再来谈谈velocity 拉伸，这个加载方法是让系统一端固定，另一端以均匀的速度移动，以此实现系统的拉伸，这个拉伸过程似乎更符合实际情况。同样为了让LAMMPS可以“夹住”系统的两端，在使用这种拉伸方法时，需要定义两个“夹头”。这个“夹头”就是定义的固定端region，这两个region中的原子的相对位置不随拉伸过程而变化。而定义了reign之后还要把这个region中的原子定义为group。

有的同学很不理解为什么要对一个区域定义两次变量，

液压螺栓拉伸器行业技术分析报告

一、国内外拉伸器行业的现状

这些年，随着机械行业越来越向着电气化，智能化，自动化，数字化发展，随着工业安装对螺栓拉力要求的提高，靠扭矩计算拉力已不能满足精度要求，螺栓拉伸器广泛应用在各行各业不同类型设备的螺栓拆锁，为客户解决了螺栓拆锁方面的众多难题，实践证明螺栓拉伸器满足了客户不同工况的需求。螺栓拉伸器具有操作简便、体积小、重量轻、拉伸力输出均匀，精度高（并可多个同时预紧）、寿命长、维护少等优点。在电力、石油、化工、钢铁、矿山、水泥、交通、机械、军工等行业得到成功应用。而且已成为机械重工行业不可或缺的高级自动化工具之一。目前，液压螺栓拉伸器技术在国内外都已成熟，而且拥有统一的标准。同行业中欧美等发达国家在技术上要领先于中国，在全球市场中占据绝大部分。其中尤其德国的工艺和成产技术处于世界最高水平。如WINWID, SAIVS ,DEGO, SCHAAF等一些著名品牌在全球广泛使用并得到认可。在国内中国虽然已具有成产相同产品的技术，但是相比欧美国家在工艺技术上还有待提高，而且国际影响也远远落后欧美。其中上海神模SHENMO生产的液压螺栓拉伸器属国内领先。

二、 国内外著名拉伸器品牌和特点

1，KATTOR品牌

KA

总第186期

2011年第6期

HEBEIMETALLURGY

Total186Number62011，

金属拉伸试验屈服点影响因素分析

徐海云

（河北钢铁集团宣钢公司计量检验中心，河北宣化075100）

摘要：分析了金属拉伸试验屈服点的影响因素，诠释了屈服点选取时产生误差的原因以及应注意的事项，给出了宣钢公司操作经验供参考。关键词：拉伸；屈服点；打滑；变形；分析中图分类号：TG115．5

文献标识码：B

文章编号：1006－5008（2011）06－0012－03

ANALYSISABOUTINFLUENCE

FACTORSTOYIELDPOINTINMETALTENSIONTEST

XuHaiyun

（MeasureandInspectCenter，XuanhuaIronandSteelCompany，HebeiIronandSteelGroup，Xuanhua，He-bei，075100）

Abstract：Itisanalyzedtheinfluencefactorstoyieldpointinmetaltensiontest，explainedthereasonforerrorinselectingyieldpointaswellaskeysbeingpaid

拉伸缠绕包装最早是欧美发达国家在20世纪70年代开始采用的一种包装技术，由收缩包装发展而来。我国是从20世纪80年代末开始发展拉伸缠绕薄膜(以下简称缠绕膜)和拉伸缠绕包装设备的，20世纪90年代初随着经济的快速发展，缠绕膜得到推广应用，需求增长迅速。

缠绕膜应用范围很广，主要用于工业包装(如家电、机械、化学品、建材等)、农业包装(如玉米秸杆、苜蓿等青贮饲料)、家用和超市用包装(食品、水果、蔬菜等保鲜)等。

拉伸缠绕包装分为机械包装和手工包装，是在常温下将弹性薄膜围绕被包装件拉伸、紧裹，并在其末端进行封

合的一种包装方法。由于拉伸缠绕包装不需加热，能源消耗只有收缩包装的1/20。拉伸缠绕包装可以捆扎包装单件物品，也可用于托盘包装之类的集合包装，可以达到节约能源、降低包装成本、减少运输损失、提高物流效率的目的，是十五商品包装运输改进计划。

缠绕膜具有拉伸度强度高、自黏性好、透明度高、保洁性能可靠、相对密度轻、韧性强、使用方便等特点，是今后国内包装发展的方向。目前国内生产缠绕膜的厂家有150多家，总能力在180kt以上。2001年国内缠绕膜产量达到60kt，需求量约78kt。随着我国包装工业和外贸出口

量的不断增长，农产品缠绕保鲜和牧业牧草保鲜等的发展，以及

第二章 轴向拉伸与压缩

一、教学目标和教学内容 1、教学目标

正确理解内力、应力、应变等基本概念，熟练掌握截面法。正确理解并熟练掌握轴向拉压正应力公式、胡克定律、强度条件，掌握拉压杆的强度计算方法。掌握拉压时材料的力学性能，弄清材料力学解决问题的思路和方法。 2、教学内容

1截面法、内力、应力 ○

2轴力、 轴力图 ○

3正应力、应力集中的概念 ○

4轴向拉（压）时斜截面上的应力 ○

5拉压杆的变形、胡克定律、泊松比 ○

⑥拉压杆的强度计算 ⑦材料拉压时的力学性能 ⑧拉压杆件系统的超静定问题 ⑨连接件的实用计算 二、重点难点

1、内力和截面法，轴力和轴力图。

2、 应力的概念，轴向拉压时横截面上的应力，轴向拉压时的变形。 3、 材料拉、压时的力学性能。 4、 轴向拉压的强度计算。

5、 应力集中的概念，拉、压静不定问题。 三、教学方式

采用启发式教学和问题式教学法结合，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题，激发学生的学习热情。 四、建议学时 12.5 学时 五、讲课提纲

1、轴向拉伸(压缩)的概念

受力特点：作用于杆件上外力合力的作用线与杆件轴线重合。

变形特点：构件沿轴线方向的伸长或缩短。 2、内力 、 截面法 2

纳米材料的形貌控制

摘 要

形貌及尺寸规整可控的纳米晶体的合成是目前十分引人注目的纳米材料研究领域。制备合成中的形貌调控及其功能化是这些纳米材料能够得到应用的关键问题。研究者们希望在纳米晶的任一阶段均能实现控制并在期望的阶段停止，从而得到尺寸、形态、结构及组成确定的纳米晶体。

本文对纳米材料的基本概念、纳米材料的分类和纳米材料的合成方法以及纳米技术应用状况作了介绍，并基于晶核的生成、晶核进化为晶种以及晶种生长为晶体三个阶段，论述了各种在纳米材料的合成过程中，从热力学和动力学方面如何调控晶体形貌。探索纳米粒子的调控合成对于纳米材料的规模化生产及应用具有重要的理论价值和指导意义。

关键词：纳米材料，晶核，晶种，形貌控制

目 录

1 前言 ........................................................................................................................................ 1 2 纳米材料的简介 .......................................................