Brott i metaller Stefan Jonsson 2000-11-20

Brottprocess Sprickinitiering Stabil spricktillväxt Instabil spricktillväxt Sprickor kan finnas från början Dislokationsglidning krävs för sprickinitiering Markera relaxerat område Markera ytenergi Markera plastisk energi Stabil tillväxt: energin ökar Instabil tillväxt: energin minskar

Macrobeteende Segt brott visar stor allmän plasticering och spricktillväxten är stabil Sprött brott saknar allmän plasticering och spricktillväxten är instabil

Microbeteende Vid skjuvbrott glider ”brottytorna” isär Vid klyvbrott separeras brottytorna i karakteristiska ”klyvplan”

Segt brott i rena metaller Rita teknologisk (och sann) dragprovkurva. Indikera midjebildning Midjans höjd  provstavens bredd pga 45° skjuvriktning är fördelaktigast

Kopp- och konbrott Midjebildning ger treaxligt spänningstillstånd i centrum av midjan Porbildning och mikrosprickbildning Restbrott 45° skjuvning

Dimple-brott Porbildning inträffar före midjebildning Provstaven har samma töjning som materialet mellan porerna

Töjning från porbildning

Teoretisk klyvbrottspänning sc a0 l/2 a0

Sprickutbredning, Griffith Markera avlastat område Ställ upp energibalans=kraftjämvikt Def. Sprickutbredningskraft och sprickutbredningsmotstånd Olika formler för plan spänning, plan töjning För metaller ersätts sann ytenergi med effektiv ytenergi

Modus ”ett”, ”två” och ”tre”

Brottseghet

Plan spänning, plan töjning y x z Rita ut krafter

Plastisk zon, KIC s t Plan töjning s x s t Plan spänning s x Hookes lag: Plan spänning sigma-z=0 Plan töjning sigma-y ökar med ny*sigma-z men (sigma-y) – (sigma-z) minskar Diametern i Moors cirkel måsta vara konstant  Plastiska zonen minskar. Stor plastisk zon ger stort plastiskt arbete ger större sprickutbredningsmotstånd Vid tillräckligt tjocka prover märks inte kanteffekten. Man har nått KIC. Sprickfronten blir då plan. Plan spänning s x

Plastisk zon, KIC

Sprickfrontens planhet z x

Sprödbrott i sprickfria metaller Rita in sträckgräns och klyvbrottspänning Markera att defekter initeras när sträckgränsen uppnås Rita dragprovkurva för klyvbrott och för skjuvbrott

Kärnbildning av mikrospricka Visa att energin minskar. Påpeka att den nya dislokationen är immobil

Instabil spricktillväxt, Cottrell Instabil tillväxt: Skjuvspänningskontrollerad kärnbildning

Omslagskorndiameter s s s s e e d-1/2

Omslagstemperatur

Treaxligt spänningstillstånd Visa defhårdnande

Omslagstemperatur anvisning Tumregel 3xspänningen vid skarpa anvisningar T