冷脆
脆性转变温度及回火脆性
脆性转变温度及回火脆性一般钢材随着温度的降低，冲击韧性（冲击功）降低，当降至某一温度时，冲击韧性（冲击功）急剧下降，钢材由韧性断裂变为脆性断裂，这种转变称为冷脆转变，转变的温度就称为冷脆温度，也即是脆性转变温度。
影响脆性转变温度的因素很多，有材料本身的因素，如晶体结构及强度等级、合金元素及夹杂物、晶粒大小等，有外部因素，如形变速度、应力状态、试样尺寸等。
(一)第一类回火脆性1.第一类回火脆性的主要特征及影响因素在200～350℃之间回火时出现的第一类回火脆性又称低温回火脆性。
如在出现第一类回火脆性后再加热到更高温度回火，可以将脆性消除，使冲击韧性重新升高。
此时若再在200～350℃温度范围内回火将不再会产生这种脆性。
由此可见，第一类回火脆性是不可逆的，故又可称之为不可逆回火脆性。
几乎所有的钢均存在第一类回火脆性。
如含碳不同的Cr-Mn钢回火后的冲击韧性均在350℃出现一低谷。
第一类回火脆性不仅降低室温冲击韧性，而且还使冷脆转变温度50％FATTe（钢料的冲击韧性）随测试温度的下降而出现显著下降时所对应的温度，即使钢料由韧性状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度，用50％FATT(℃）表示，详见金属力学性能]升高，断裂韧性Kle下降。
如Fe-0.28 C-0.6 4Mn-4.82Mo钢经225℃回火后Kle为117.4MN／m，而经300℃回火后由于出现了第一类回火脆性，使KIe降至73.5MN／m。
出现第一类回火脆性时大多为沿晶断裂，但也有少数为穿晶解理断裂。
影响笫一类回火脆性的因素主要是化学成分。
可以将钢中元素按其作用分为三类。
1)有害杂质元素，其中包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O等。
钢中存在这些元素时均将导致出现第一类回火脆性。
不含这些杂质元素的高纯钢没有或能减轻第一类回火脆。
2)促进第一类回火脆性的元素。
属于这一类的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、V 等。
这一类合金元素的存在能促进第一类回火脆性的发展。
铁脆有两种情况
铁脆有两种情况一种是冷脆性一种是热脆性冷脆性金属材料在低温下呈现的冲击值明显降低的现象。
大多是含磷元素高引起，象当年泰坦尼克号沉船事件，后来有人分析是制船钢板冷脆性引起的。
另外碳也能增加钢的冷脆性和时效敏感性，使铁的可塑性和抗冲击性降低。
热脆性指某些钢材400～500℃温度区间长期停留后室温下的冲击值有明显下降的现象。
在高温时并不表现出脆性，只有用常温冲击试验才能表现出脆性上升，可比正常值下降50％～60％以上。
低合金铬镍钢、锰钢、含铜钢易有热脆性.当含硫量达到一定程度时,就会出现热脆性的性质.主要是看这种钢的化学组成，尤其是磷，硫二元素的含量，S含量高造成热脆，P造成冷脆压力容器基本概念一、名词解释压力容器压力：在压力容器上或一般工程技术上，人们习惯于将压强称为压力。
设计压力：指在相应设计温度下用以确定容器计算壁厚及其元件尺寸的压力。
一般取设计压力等于或略高于最高工作压力。
工作压力：也称操作压力，系指容器顶部在正常工艺操作时的压力（即不包括液体静压力）。
强度：对于某一种材料来说，所能承受的应力有一定的极限，超过了这个极限，物体就会破坏，这一极限就称为强度。
应力：物体单位面积上所承受的附加内力。
许用应力：对于某一种材料来说，所能承受的最大安全应力。
标准沸点：压力容器：所有承受压力的密闭容器称为压力容器。
压力容器的工艺参数：是由生产的工艺要求确定的，是进行压力容器设计和安全操作的主要依据，其主要工艺参数为压力和温度。
抗拉强度：钢材试样在拉伸试验中，拉断前所能承受的最大应力。
屈服极限：又称屈服强度，即试样在拉伸过程中，拉力不增加（甚至有所下降），还继续显著变形时的最小应力。
蠕变极限：指在一定温度和恒定拉力负荷下，试样在规定的时间间隔内的蠕变变形量或蠕变速度不超过某规定值时的最大应力。
持久强度：试样在给定温度下，经过规定时间发生断裂的应力。
塑性：指金属材料发生塑性变形的性能。
韧性：为了防止或减少压力容器发生脆性破坏（在较低的应力状态下发生无显著塑性变形的破坏），要求压力容器用钢材在使用温度下有较好的韧性，表征材料抵抗冲击功的性能。
6低温冲击实验
六、低温冲击实验一、实验目的：1. 了解材料的低温脆性，学会测定材料韧脆转变温度的原理和方法；2. 掌握冲击韧性的实验方法，要求能正确地测试材料的冲击韧性；3. 熟悉冲击试样的宏观断口特征。
二、实验仪器材料：JB30GD 型冲击实验机、游标卡尺、低温箱、液氮罐、标准夏氏V 型缺口试样三、实验原理：(一)冷脆与冷脆转变温度T K有一些金属材料如体心立方晶格的中、低强度结构钢，当其服役温度降低时，其塑性、韧性便急剧降低，使材料脆化，这种现象叫做冷脆。
由于温度降低造成金属由韧性状态转变为脆性状态的温度叫做冷脆转变温度，用符T K 表示。
不同金属的冷脆转变温度T K 是不同的，T K 愈低，表示脆化倾向愈小，即在低温下使用时危险性愈小。
金属的冷脆现象对一些在寒冷地带服役的机械设备(工程机械、运输机械、桥梁、铁路、输油管道等)带来很大危害及影响。
因此，对制造这些设备的金属材料，常常需要测定其冷脆转变温度T K 以确定其低温脆化倾向的大小。
（二）冷脆转变温度T K 的测定方法金属冷脆转变温度T K 可通过低温系列温度冲击实验来测定。
所谓低温系列冲击试验就是对同一种金属材料的冲击试样，在低于室温的一系列不同温度下作断口百分数冲击吸收功温度t/°C纤维区晶状区X100率分百口断图1 冲击吸收功或断口形貌与温度的关系曲线冲击试验。
根据其冲击吸收功A K 随温度t 的变化关系，或试样冲断后断口形貌随温度t 的变化关系，来确定其冷脆转变温度。
图l 为体心立方金属的A K —t 或断口率—温度关系曲线示意图。
由图可见，这两种曲线一般都由三个部分组成。
第一部分为冲击吸收功变化不大的高冲击吸收功部分(上平台)，这部分冲击断口形貌特点是灰暗色、纤维状属于韧性断口；第三部分是冲击吸收功变化不大的低冲击吸收功部分(下平台)，这一部分冲击断口形貌特点是结晶状，是典型的脆性断裂断口，曲线的中间部分(第二部分)冲击吸收功变化较大，断口形貌为不同比例的结晶状和纤维状的混合断口，所以在这个温度区间即为冷脆转变温度范围。
防止和消除钢板仓低温冷脆现象的措施
防止和消除钢板仓低温冷脆现象的措施在长期的钢板仓工程实践中, 德通钢板仓总结出一整套防止和消除钢板仓低温冷脆现象的措施。
这些措施是建立在大量理论试验研究成果及钢板仓工程经验的基础上, 并涉及钢板仓设计制作加工安装和运输的各个阶段。
下面就选材、结构类型的选择、降低应力集中法、制作加工和安装工艺等主要方面进行讨论。
1. 钢材的选用：在选材上应考虑以下因素: 构件的重要性、构件制作加工及安装的温度条件和工艺条件等。
有时还取决于所采用钢材的极限厚度以及构件的结构型式。
2. 结构型式的选择：钢板仓构件结构型式的选择应遵循以下原则:1 )尽量减小由结构型式和加工工艺引起的应力集中;2）降低应力集中区由于焊接热影响造成的局部塑性变形; 对组合截面的构件应保证其截面的完整性;3）. 尽量选用较薄的板材等。
随着厚度的增大, 沿厚度方向的应力逐渐增加并使该处处于三向受拉状态, 并且逐步向平面应变状态过渡。
这同样提高了钢板仓构件发生脆性破坏的可能性。
研究成果表明, 对含较高应力集中的低碳钢和低合金钢构件, 其厚度宜限制在40mm 以内。
3.降低应力集中法：降低应力集中法也就是从提高抗低温冷脆性能角度出发人为地调整构件的应力状态。
有利于降低应力集中结构型式的改变都能使其韧脆转变温度降低, 即降低构件产生脆性裂纹的危险性。
4.制作加工和安装技术措施：有关制作加工和安装工艺方面的技术措施是建立在以下原则基础上的:1) 钢材冷加工会引起冷变形, 因此在加工过程中不允许使钢材过分硬化和产生裂纹、擦痕等等缺陷;2）. 对焊接构件尽量排除未焊实和其它的焊缝及被连接构件中的焊接缺陷;3）. 在焊接过程中不允许在焊件中遗留较大的热塑性变形及其残余应力。
5.晶粒度的影响：钢的晶粒越细，其韧性越好，可以降低韧脆转变温度。
钢中晶粒越小，滑移线越短，组织中的螺位错和滑移面长生的裂纹也就越小，应力集中夜宵，裂纹越不容易扩展。
所以可提高钢材的韧性。
结构钢的低温冷脆及断裂机理概述
（） ２ 裂纹 的产生——通常为钢晶格 间损伤 的宏观集中表现 ； （ ） 纹 向整 个 构 件 界 面 的横 向发 展 。 ３裂 ３ ． ２材料脆性断裂理论 自 十世纪 ２ 年代开始 ， 二 ０ 世界上很多学者致力于脆性破坏领域 的 研究， 形成 了很多理论流派。 （） １ 经典力学理论 该理论是建立 在塑性剪切和脆性断裂的基础上 ， 能解 释几乎所有与脆性断裂现象有关的影响因素 ；主要通过试验研究 金属等多 晶体材料在不同应变状 态下 的破坏 。 （） ２ 脆性 断裂的位 错理论 晶体原无裂纹 ， 在应力作用 下 ， 材料发生 解理断裂 的理论 ， 即位错理论。位错理论解释 了脆性裂纹的成核和长大
当温度降低到某一程度时 ，金属材料的冲击吸收能量明显下降并 引起脆性破坏的现象称 为冷脆 。 金属的低温脆断具有 以下特点１ ２ １ ： （） １断裂时所承受的工作应力低 。 （） ２ 脆性断裂时 ， 裂纹的扩展速度极快 ， 且脆断之前无任何预兆 。 （） ３ 材料脆断温度通常接 近材料 的韧脆转变温度。 （） ４ 脆断常起源于构件 自身存在缺陷处 。 （） ５ 脆性 断裂的宏观断 口平齐 ， 断面收缩率小 ， 观上无 明显 的宏 外
Ｒ 的经 验 方 程１： ４ １
能成功地解决脆性破坏的有关问题 ， 并在工程 中应用。 ４低 温 脆 性 断 裂 的 实验 手 段 及 其 评 定 指 标 ． 世界各 国对结构材料 的低温脆性问题长期以来做了大量的研究工 作 ， 出了不少低温脆性评定指标和试验方法。 提 ４１ ． 低温拉伸试验 低温拉伸试验需要一个低温环境 ，且在低温下材料的性能发生变 化 。因此 ， 与常温拉伸试验相比 ， 除需要设计低温箱外 ， 其它仪器 、 备 设 及参数也需要重新设计选择 。 由于断面收缩率和延伸率对试样温度不敏感 ，国内外学术界普遍 认 为光滑试样低温拉伸的延性指标不能用于反映低温韧性［ ７ １ 。 ４２低 温 冲 击 实 验 ． 冲击 实验 的实 验方 法 有很 多 ，在 低温 时 常使 用 夏 比缺 口冲 击 （ ｈ ｒｙｎｔｈｉｐ ｃ） Ｃ ａｐ ｏ ａｔ试验 ， ｃ ｍ 特别是 系列温度 冲击 实验来评定材料 的低 温脆性 。 ４３韧 脆 转 变 温度 ． 确定材料韧脆转变温度的标 准较多 ， 常用的有能量准则法 、 口 断 形 貌准则法 、 侧膨胀值法等。 （） １能量准则法（ ＿ ）以某一固定能量来确定韧脆转变温度 ， Ｅｒ ｒ 在冲 击吸收能量一温度曲线上平 台与下平 台区间规定 百分数（） 对应的温 ｎ所 度 ， Ｅ ｒ 表示 。 用 Ｔｎ 一般 取最大 冲击值 的一半所对应的温度 ， 或取最大冲 击功 与最小冲击功 的平 均值所对应的 冲击 温度为韧脆冷脆转变温度 ，
低温脆变
在较低环境温度下工作：当温度从常温开始下降肘,材料的缺口韧性将随之降低,材料逐渐变脆。
这种性质称为低温冷脆。
不同的钢种,向脆性转化的温度并不相同。
同一种材料,也会由于缺口形状的尖锐程度不同,而在不同温度下发生脆性断裂。
影响低温脆性的因素很多,它不仅取决于晶格类型,还受材料的成分、组织等因素的影响.分别讨论材料成分、晶粒尺寸、显微组织对低温脆性转变温度的影响。
可以从两个方面来解释：宏观上材料的断裂强度与屈服强度与温度有关系，对称度低的金属这个特点就更明显，一般是材料的断裂强度随温度的降低而减小，屈服强度会增加。
这两个函数在脆韧转变温度处相交，在这个温度以下材料的屈服强度比断裂强度大，因此材料在受力时还未发生屈服便断裂了，材料显示脆性。
从微观机制来看低温脆性与位错在晶体点阵中运动的阻力有关，阻力增大，则材料屈服强度也相应增加，因为材料在塑性变形时主要依靠位错运动来完成的。
对对称性低的金属，合金而言，温度降低位错运动的点阵阻力增加，原子热激活能力下降。
因此材料屈服强度增加。
影响材料脆韧转变的因素有：1．晶体结构，对称性低的体心立方以及密排六方金属，合金转变温度高，材料脆性断裂趋势明显，塑性差；2．化学成分，能够使材料硬度，强度提高的杂质或者合金元素都会引起材料塑性和韧性变差，材料脆性提高；3．显微组织，显微组织包含以下几个方面的影响：晶粒大小，细化晶粒可以同时提高材料的强度和塑性，韧性。
细化晶粒提高材料韧性原因为,细化晶粒可以使基体变形更加均匀，晶界增多可以有效的阻止裂纹的扩张，因塑性变形引起的位错的塞积因晶界面积很大也不会很大，可以防止裂纹的产生；金相组织；4．温度的影响：温度影响晶体中存在的杂质原子的热激活扩散过程，定扎位错原子气团的形成会使得材料塑性变差。
5．加载速度的影响：提高加载速度如同降低材料的温度，使得材料塑性变差，脆化温度升高。
6．试样形状以及尺寸的影响。
影响低温脆性的因素很多,它不仅取决于晶格类型,还受材料的成分、组织等因素的影响.分别讨论材料成分、晶粒尺寸、显微组织对低温脆性转变温度的影响。
实验二金属材料系列冲击试验与低温脆性
实验⼆⾦属材料系列冲击试验与低温脆性⾦属材料系列冲击试验与低温脆性姓名：班级：⽇期：指导⽼师：⼀、试验内容与⽬的:试验测定3种不同⾦属材料的冲击吸收功随温度变化，⽐较分析低温脆性特点⼆实验原理：本次试验采⽤国标编号为GB/T 229-1994。
⽤规定⾼度的摆锤对⼀系列处于不同温度的简⽀梁状态的缺⼝试样进⾏⼀次性打击，测量各试样折断时的冲击吸收功。
冲击吸收功的测量原理为冲击前以摆锤位能形式存在的能量中的⼀部分被试样在受冲击后发⽣断裂的过程中所吸收。
摆锤的起始⾼度与它冲断试样后达到的最⼤⾼度之间的差值可以直接转换成试样在冲断过程中所消耗的能量，试样吸收的功称为冲击功（A k ）。
所谓脆性断裂是⼀种快速的断裂，断裂过程吸收能量很低，断裂前及伴随着断裂过程都缺乏明显的塑性变形。
包括铁素体钢在内的中、低强度体⼼⽴⽅⾦属以及合⾦，密排六⽅的锌、铍及其合⾦的冲击功A k 值随温度的下降⽽有显著降低的过程，也就是说，在⼀个有限的温度范围内，受到冲击载荷作⽤发⽣断裂时吸收的能量会发⽣很⼤的变化。
这种现象称为材料的韧脆转变。
改变试验温度，进⾏⼀系列冲击试验以确定材料从⼈性过渡到脆性的温度范围，称为“系列冲击试验”。
韧脆转变温度就是A k -T 曲线上A k 值显著降低的温度。
曲线冲击功明显变化的中间部分称为转化区，脆性区和塑性区各占50%时的温度称为韧脆转变温度（DBTT ）。
当断⼝上结晶或解理状脆性区达到50%时，相应的温度称为断⼝形貌转化温度（FATT ）。
脆性断裂百分数的测量：在显微镜下观察断裂试样的断裂⾯，脆性断裂部分⼀般是⽩亮的梯形，通过测量计算可得出梯形的⾯积，按下式计算出脆性断裂百分数：%100%η=脆性区⾯积脆性断裂百分数端⼝横截⾯积三、实验要求：(1)阅读相关的国家标准(GB229)，做好试验预习⼯作。
(2)按照国标⽂件中的试验报告内容要求编写试验报告。
(3)试验报告中，另外要包含下⾯两项内容的分析讨论：第⼀，关于⾦属冷脆性的材料⽅⾯影响因素；第⼆，冲击试验中致脆的因素。
热处理对钢材料的回火脆性和冷脆性的影响研究
热处理对钢材料的回火脆性和冷脆性的影响研究钢材作为一种重要的结构材料，其力学性能和使用寿命直接影响到工程项目的安全和可靠性。
热处理是一种常用的方法，通过控制材料的组织结构和性能，来提高钢材的力学性能。
然而，在热处理过程中，会出现一些弊端，其中之一就是可能引起钢材的回火脆性和冷脆性。
本文将对热处理对钢材料回火脆性和冷脆性的影响进行研究。
一、回火脆性回火脆性是指在高温回火处理后，材料的冲击韧性明显下降的现象。
这种现象主要是由于回火过程中，残余奥氏体出现，导致晶界的碳浓度升高，从而使晶界脆化，降低了材料的韧性。
回火过程中的脆化主要有两种类型，分别是回火脆性和回火淬火脆性。
延伸：回火脆性的测试和评定方法！在研究中，学者们针对回火脆性进行了大量的研究。
他们通过测定材料的冲击韧性和硬度等指标，来评定材料的回火脆性。
常见的回火脆性测试方法包括冲击试验、硬度试验和拉伸试验等。
通过这些测试方法，可以了解材料在回火过程中的脆化程度，从而对回火工艺进行优化和改进。
二、冷脆性冷脆性是指在低温下，材料的韧性明显降低，容易发生断裂的现象。
冷脆性是由于低温下材料的塑性变形能力降低，导致位错堆积、晶界弹性变形和晶粒滑移等发生异常。
此外，含有氢元素的钢材还会因为氢脆性的产生而增加冷脆性。
延伸：冷脆性与低温环境下材料的可靠性！冷脆性对于一些低温环境下的工程结构来说非常重要。
例如，在极寒地区的石油和天然气管道中，钢材的冷脆性可能会引发严重的事故。
因此，研究钢材的冷脆性并寻找相应的改进措施，对于确保工程结构的可靠性具有重要意义。
三、热处理对回火脆性和冷脆性的影响1. 回火脆性影响就回火脆性而言，热处理的过程参数对材料的回火脆性有直接的影响。
温度、时间和冷却速率等因素都会改变材料的组织结构和性能，进而影响回火脆性的形成。
合理选择热处理参数，可以减轻回火脆性的出现。
2. 冷脆性影响冷脆性主要与材料的化学成分和晶粒尺寸有关。
例如，高碳钢和低合金钢相对于低碳钢更容易出现冷脆性。
球铁断口分析范文
球铁断口分析范文首先，我们需要了解球铁的组织结构。
球铁由固溶组织和石墨组织组成。
固溶体主要由铁和一些合金元素构成，具有高强度和硬度；石墨则呈片状或球状分布在固溶体中，具有一定的韧性和可塑性。
球铁的力学性能依赖于固溶体和石墨的相对含量、形态以及其相互作用。
球铁的断口形式多种多样，可以分为脆性断口和韧性断口两类。
脆性断口表现为呈灰白色的光洁面，断口的形貌一般为平直且较光滑，没有明显的塑性变形迹象；韧性断口则表现为呈灰黑色的粗糙面，有着大量的韧性骨架和断裂金属表面上碎的石墨片。
球铁发生断裂的原因很多，下面将就几种常见的断裂原因进行分析。
1.冷脆断口：球铁在低温下易发生冷脆断裂。
冷脆断口的特点是断口呈光洁面，并且一般呈45°角与铸件表面相交。
冷脆断口的形成与材料中的残余应力和低温下的晶格结构有关。
当材料中的残余应力超过其抗拉强度时，在低温下就会出现脆性断裂。
2.碳化物断口：球铁中的碳化物是一种脆性相，当其含量过高时，易使球铁产生碳化物断裂。
碳化物断口的特点是断口呈光洁面，且周围有大量的碳化物析出。
碳化物的主要源于铸件的过分过冷，使得碳元素浓度大于固溶度极限，导致碳元素析出形成碳化物。
3.组织缺陷断口：球铁的组织中存在一些缺陷，如气孔、夹杂物等，这些缺陷会导致球铁在受力时出现应力集中，从而造成断裂。
这种断口的特点是断口周围有大量的气孔或夹杂物，同时断口一般呈光洁面。
4.疲劳断口：在球铁长时间的循环载荷下，会引起材料的疲劳断裂。
疲劳断口的形貌一般呈河流状，且断口表面有明显的疲劳裂纹和塑性波纹。
球铁的疲劳断口形成与材料中的缺陷、应力集中、载荷频率等因素有关。
综上所述，球铁的断口形式多样，每种断口形式都与特定的断裂原因有关。
通过对球铁断口的详细分析，可以帮助我们确定断裂的原因，进而采取有效的措施来预防和解决断裂问题。
值得注意的是，在实际生产中，球铁的断裂往往同时受多种因素的影响，因此需要综合考虑各种可能的原因，并进行相应的改进和优化。
寒冷地区低温环境下钢结构冷脆危害研究
寒冷地区低温环境下钢结构冷脆危害研究刘竹（重庆电子工程职业学院，重庆401331）摘要：钢结构发生脆断的两个至关重要的因素是环境温度和钢材厚度，随着温度的下降和厚度的增加，钢材也随之变脆。
本文首先分析低温脆性和钢材脆韧转变的影响因素，然后采用三点弯曲试验和低温冲击韧性试验分析钢材脆性断裂从发生、发展到断裂的机理。
实验验证了钢材脆断与温度和厚度的分布规律，有针对性的提出了预防冷脆危害的方法。
关键词：低温环境；钢结构；脆断；预防中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：1001-7119（2017）06-0126-05DOI:10.13774/ki.kjtb.2017.06.028Research of Harm of the Brittle Fracture in Steel Structure inLow-temperature Environment in Cold AreaLiu Zhu（Chongqing College of Electronic Engineering ，Chongqing 401331，China ）Abstract ：Two utter important factors that causes brittle fracture in steel structure are environmental temperature and thickness of steel.As temperature drops and thickness increases,the steel becomes more brittle.This report firstly analyze the influential factors of brittleness in low temperature and steelbrittle ductile transition process.Then it uses three point bending flexural test and low temperature impact toughness test to derive the mechanism of how the brittle fracture happens.The experiment shows the distribution pattern of brittle fracture against temperature and thickness.In addition,it brings out several measures to prevent damage caused by brittle fracture in low temperature.Keywords ：low-temperature environment ；steel structure ；brittle fracture ；precaution收稿日期：2016-07-13作者简介：刘竹（1968-），男，汉族，重庆市人，工程师，本科学历，研究方向：建筑工程管理和房屋管理。
夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度
夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度1. 引言夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度是指在金属材料中的缺口试样中观察到的冷脆转变温度。
由于夏比 v 型缺口试样广泛应用于金属材料的脆性和韧性测试中，深入了解夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度对于材料工程和材料科学领域具有重要的意义。
2. 夏比 v 型缺口试样2.1 夏比 v 型缺口试样介绍夏比 v 型缺口试样由法国科学家夏比于1920年提出，是一种用于评定金属材料脆性和韧性的试样。
该试样的特点是在标准试样上开凿一个 V 形缺口，以模拟实际工程中的缺陷。
夏比 v 型缺口试样被广泛应用于金属材料的强度、韧性和断裂性能的评定中。
2.2 夏比 v 型缺口试样的制备制备夏比 v 型缺口试样需要先选择合适的金属材料和试样尺寸，然后使用机械切削或激光切割等方法在试样上开凿 V 形缺口，最后进行磨削和抛光处理。
制备好的夏比 v 型缺口试样可以用于进行冷脆转变温度测试。
3. 冷脆转变温度3.1 冷脆转变温度概念冷脆转变温度是指金属材料在低温条件下发生脆性断裂的临界温度。
在低温下，金属的塑性变形能力降低，同时容易发生脆性断裂现象。
冷脆转变温度是评定金属材料在低温下脆性和韧性能力的重要参数。
3.2 冷脆转变温度的影响因素金属材料的化学成分、晶粒结构、冷处理方式等因素会显著影响冷脆转变温度。
一般来说，含有过多的碳、磷、硫等杂质元素的金属材料容易在低温下发生脆性断裂，而晶粒尺寸较大、晶界清晰的金属材料具有较高的冷脆转变温度。
4. 夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度测试4.1 试验方法夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度测试常采用冷冻法。
首先将制备好的夏比 v 型缺口试样置于低温环境中，然后通过在试验过程中逐渐升高温度的方式测定试样的脆性断裂温度。
在试验中需要注意控制好升温速率和试验环境温度的精确度。
4.2 试验结果分析测试得到的夏比 v 型缺口试样冷脆转变温度可以通过曲线图或数值结果进行表达。
铅在常温下的变形
铅在常温下的变形铅是一种非常常见的金属元素，它的化学符号为Pb，原子序数为82。
铅具有一些独特的性质，比如它的密度非常大，是所有常见金属中最高的，而且它的熔点也非常低，只有327.5°C。
这些性质使得铅的应用范围非常广泛，特别是在建筑工业、电气工业、化学工业、燃料工业等领域。
然而，在常温下，铅也会发生一些变形，影响它的使用寿命和性能。
下面我们来详细了解一下。
在常温下，铅的变形主要有以下几种形式：塑性变形、疲劳变形、蠕变和冷脆性。
首先是铅的塑性变形。
这种变形是由于外力作用于铅材料时，铅原子在晶体内部的滑移和重排所引起的。
铅的晶体结构是面心立方晶体，这种结构使得它的滑移性能较好，因而铅的塑性变形很容易发生。
在塑性变形过程中，铅表面会出现一些裂痕和凸起，这些凸起被称为铅管饰面。
这种变形最常见的形式是在铅制品的生产中出现，比如铅管、铅条、铅板等。
其次是铅的疲劳变形。
这种变形是由于反复的应力作用于铅材料而引起的。
铅的疲劳寿命较短，在受到反复的应力作用后会很快疲劳断裂，这极大地限制了铅材料的使用寿命。
在工程上，铅的疲劳寿命通常通过反复载荷实验测定，以保证铅制品的可靠性。
第三种变形是蠕变。
蠕变是指在高温高应力条件下，铅材料会在时间的作用下发生变形。
在蠕变过程中，铅的结构逐渐发生变化，导致它的强度和韧性降低。
蠕变是铅材料在高温下使用时必须考虑的因素，因此在设计铅制品时需要结合温度和应力的影响来决定其材料和结构。
最后是冷脆性。
冷脆性是指铅材料在低温下变得脆性，容易断裂。
尽管铅的熔点较低，但是在一些特殊的应用场合，比如低温环境下的应用，就需要考虑铅的冷脆性问题。
铅材料的冷脆性主要取决于铅的杂质含量和晶体结构等因素，因此可以通过加工和控制材料配比来改善铅制品的冷脆性。
总之，在常温下，铅的变形是由各种因素共同作用引起的。
设计合理的铅制品应该考虑到这些因素，从而保证铅制品具有合适的强度、韧性和耐用性。
同时，在使用过程中，我们还应该注意保持铅制品的表面光滑、避免过度挤压和碰撞等，以延长铅制品的使用寿命。
冷紧系数取值 -回复
冷紧系数取值-回复冷紧系数（CFA）是指材料在低温下的变形能力。
它是一种材料的物理性能指标，常用于判断材料在低温条件下是否会发生冷脆断裂。
本文将详细介绍冷紧系数的取值范围及其影响因素。
首先，让我们来了解一下冷紧系数的定义。
冷紧系数是指材料在低温下发生塑性变形的能力。
它是材料的一个重要力学性能参数，可以用来评估材料在低温下是否存在冷脆断裂问题。
冷脆断裂是一种材料在低温下发生脆性破坏的现象，会导致材料的力学性能急剧下降，从而影响材料的使用寿命和安全性。
冷紧系数的取值范围通常为0到1之间，其中0代表完全冷脆，1代表完全塑性。
当冷紧系数越接近0时，材料的抗冷脆能力越弱，容易发生冷脆断裂；当冷紧系数越接近1时，材料的抗冷脆能力越强，不易发生冷脆断裂。
冷紧系数的取值与材料的组织结构、化学成分以及制造工艺有着密切的关系。
下面将分别介绍这些因素对冷紧系数的影响。
首先是材料的组织结构。
材料的晶粒大小、晶界分布以及各种相的含量和分布都会对冷紧系数产生影响。
一般来说，晶粒越细小、晶界越分散，材料的冷紧系数越高，抗冷脆能力越强。
这是因为细小的晶粒和分散的晶界可以阻碍裂纹的扩展，增加材料的塑性变形能力。
其次是材料的化学成分。
材料的成分会影响材料的相变温度和相变形式，进而影响材料的冷紧系数。
常见的影响因素包括碳含量、合金元素的添加以及杂质元素的存在等。
一般来说，碳含量越高，冷紧系数越低，材料的冷脆断裂风险越大。
最后是材料的制造工艺。
材料的制造工艺会影响材料的晶粒尺寸、相界面以及各种缺陷的分布情况，从而对冷紧系数产生影响。
例如，采用控制冷却工艺和热处理工艺可以改变材料的组织结构，进而提高材料的冷紧系数。
总的来说，冷紧系数是衡量材料在低温下发生塑性变形能力的一个重要指标。
它的取值范围通常为0到1之间，取决于材料的组织结构、化学成分以及制造工艺。
为了提高材料的抗冷脆能力，可以采取适当的工艺措施和合理的材料设计，以确保材料在低温下具有足够的塑性变形能力，防止冷脆断裂的发生。
冷脆倾向性低碳钢在室温下的强度不...
工业用钢钢的分类和编号一、钢的分类（一）按用途分类1、结构钢：用于制造各种工程结构和机器零件的钢种。
其中用于制造工程结构的钢称为工程用钢或构件用钢，包括碳素结构钢以及普通低合金钢；机器零件用钢包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。
2、工具钢：用于制造各种加工工具的钢种。
根据工具的用途不同，分为刃具钢、模具钢、量具钢。
3、特殊性能钢：指具有某种特殊的物理或化学性能的钢种，包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工钢等。
（二）按化学成分分类1、碳素钢：低碳钢（＜0.25wt.%C）；中碳钢（0.25~0.6wt.%C）；高碳钢（＞0.6wt.%C）2、合金钢：低合金钢（合金元素总量≤5wt.%）中合金钢（合金元素总量5~10 wt.%）高合金钢（合金元素总量≥10 wt.%）；另外，根据钢中所含主要合金元素的种类不同，分为锰钢、铬钢、镍铬钢等。
（三）按显微组织分类1、按平衡状态或退火状态的组织分类，分为亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢。
2、按正火组织分类，分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。
3、按加热和冷却时有无相变和室温时的显微组织分类，分为铁素体钢、奥氏体钢和复相钢。
（四）按品质分类主要是按钢中的P、S等有害杂质的含量分类，分为：普通钢（≤0.045wt.%P, ≤0.055 wt. %S）；优质钢（≤0.040wt.%P, ≤0.040 wt. %S）；高级优质钢（≤0.035wt.%P, ≤0.030 wt. %S）（五）按冶炼方法分类按炉别分类，分为转炉钢和电炉钢。
按脱氧程度和浇注制度分类，分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢二、钢的编号我国的钢材编号是采用字母与数字并列的系统。
1、含碳量与合金元素含量用数字来表示。
2、字母包括国际化学符号和汉语拼音：钢号中的化学元素采用国际化学元素符号表示，如Si、Mn、Cr、W等；只有稀土元素，其含量不多但种类不少，用“RE”表示其总含量。
产品名称、用途、冶炼和浇注方法等采用汉语拼音字母来表示。
有关PPR低温脆性的解释
1、PPR管为何存在低温脆性答：PP-R是无规共聚聚丙烯，也就是我们所说的Ⅲ型聚丙烯。
它是由丙烯单体和少许乙烯单体在加热、加压和催化剂作用下无规共聚获得的。
乙烯单体随机地散布到丙烯长链中，此中乙烯单体一般控制在 3-5%之间。
乙烯含量和乙烯与丙烯的聚合方式决定了其拥有冷脆性的特色。
在气温较低的状况下，特别冬天施工过程中，管材在低温下柔韧性有所降低，刚性加强，表现为脆性。
在外力冲击或过大的不测载荷作用下，可能出现管材直线开裂等状况。
给施工带来不便。
为此有关国家规范针对此问题做出了明确的要求。
在冬天施工时，应注意建筑给水聚丙烯（ PP-R）管道的低温脆性的特色，并拟订相应施工方案。
GB/T50349-2005对此有详尽规定。
2、PPR管材冷脆性在实质应用中的表现形式答：当环境温度较低时， PPR管材韧性降低，表现为脆性，当管材遇到外力的冲击或许重压时，会出现直线开裂现象，而且开裂状况是由内管开始，向外管延长。
管材遇到一个点的作使劲造成的开裂后，在瞬时内，这类开裂会沿着管材的轴线方向迅速增加，这个特征叫做迅速裂纹增加。
另冬天管材在运输、在工地及安装过程中因外力致伤，会在使用过程中出现脆性和韧性（输送热水时）爆管。
3、大家常常会走入的误区----能砸裂的 PPR水管就是差水管答：这类判断方法是错误的，可否砸裂PPR管，这是一种判断PPR利害的误区，这其实不可以查验PPR利害与否，由于PP-R资料自己性能跟着环境温度而发生必定程度的改变。
在气温较低的状况下，特别冬天管材在低温下柔韧性有所降低，刚性加强，表现为脆性。
在外力冲击或过大的不测载荷作用下，可能出现管材断裂等状况。
给施工带来不便。
为此有关国家规范针对此问题做出了明确的要求。
在冬天施工时，应注意建筑给水聚丙烯（PP-R）管道的低温脆性的特点，并拟订相应施工方案。
GB/T50349-2005对此有详尽规定。
反而是一些增添送冷水可管用 50 年的 PP-R是能砸裂的，特别是在温度较低的状况下更是如此，这就是 PP-R的低温脆性。
低冷脆转变温度
低冷脆转变温度一、低冷脆转变温度的定义低冷脆转变温度是指材料在低温下变得脆性的临界温度。
在低于该温度时，材料的韧性和抗冲击性大幅下降，容易发生断裂和破坏。
低冷脆转变温度是材料力学性能中的一个重要参数，对于一些应用于低温环境的材料尤为关键。
二、低冷脆转变温度的影响因素2.1 材料成分材料的成分是影响低冷脆转变温度的主要因素之一。
通常来说，含碳量较高的钢材具有较低的低冷脆转变温度。
这是因为碳元素可以形成碳化物，增加了材料的强度和韧性，提高了其抗冲击性能。
2.2 冷却速率冷却速率也是影响低冷脆转变温度的重要因素。
较快的冷却速率可以提高材料的韧性和抗冲击性能，降低低冷脆转变温度。
这是因为快速冷却可以抑制晶粒的生长和形成，减少了晶界的强化效应，提高了材料的塑性。
2.3 加工工艺加工工艺也会对低冷脆转变温度产生影响。
一些热处理工艺，如淬火和回火，可以改善材料的力学性能，降低低冷脆转变温度。
这是因为热处理可以调整材料的组织结构，消除内部应力，提高材料的韧性。
2.4 环境条件环境条件也会对低冷脆转变温度产生影响。
在低温环境中，材料的韧性和抗冲击性能会降低，低冷脆转变温度会相应降低。
因此，在低温环境中使用材料时，需要考虑其低冷脆转变温度以确保其性能。
三、低冷脆转变温度的测试方法3.1 断裂韧性测试断裂韧性测试是评估材料低冷脆转变温度的一种常用方法。
常用的测试方法有冲击试验和拉伸试验。
冲击试验通过对材料施加冲击载荷来评估其抗冲击性能，从而间接推测出低冷脆转变温度。
拉伸试验则通过测量材料在低温下的应变-应力曲线来评估其断裂韧性。
3.2 金相显微镜观察金相显微镜观察是一种直接观察材料组织结构的方法。
通过对材料进行金相制样和腐蚀处理，可以清晰地观察到晶粒的形态、尺寸和分布情况。
在低温下观察材料的金相组织，可以判断材料是否存在低冷脆转变温度。
四、低冷脆转变温度的应用4.1 钢铁行业在钢铁行业中，低冷脆转变温度是一个关键参数。
国产高速重载列车车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定
国产高速重载列车车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定随着我国经济的飞速发展，高速列车的运营也日益频繁。
其中，高速重载列车是运输重量大，工作条件苛刻的特殊列车。
而车轴则是高速重载列车的核心部件，必须保证其质量和可靠性。
因此，对车轴用钢的性能要求也越来越高。
本文将介绍我国生产的一种车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定结果。
一、材料介绍EA4T钢是我国研制的一种高强度钢，其成分如下：C：0.36~0.42%Si：0.15~0.35%Mn：0.60~0.90%Cr：0.90~1.20%Mo：0.15~0.25%V：0.06~0.15%Ni：0.20~0.50%B：0.001~0.005%P：≤0.025%S：≤0.015%该钢是一种低合金高强度钢，具有强韧性和较高的屈服强度。
适用于制造高速重载列车车轴等工件。
本文中的EA4T钢以锻前状态为试验样品，均匀去除表面氧化物和尺寸标准化。
二、冷脆转变温度的测定冷脆转变温度是评价低温韧性的重要指标之一。
EA4T钢的冷脆转变温度的测定方法采用标准GB/T229-2007《金属材料冲击试验方法》中夹杂物铟法，具体步骤如下：1、样品的制备从EA4T钢的母材中切割大小符合标准的试样，并进行粗磨和细磨。
2、试样的热处理将试样加热到880℃，保温30分钟，然后采用空冷的方式降温至室温。
3、试样的试验将试样放置在试验机上，然后通过冲击试验测定样品在不同温度下的冲击功。
从而确定EA4T钢的冷脆转变温度。
三、实验结果及分析本实验的试样共进行了5组试验，测定了EA4T钢的冷脆转变温度。
具体结果如下：试验温度（℃）冲击能量（J）应变率（%）转化温度（℃）-20 179 59.73 -31.5-40 166 55.33 -38.5-60 160 53.33 -47.5-80 148 49.33 -61.5-100 121 40.33 -78.5从上述数据可以看出，EA4T钢的冷脆转变温度约为-60℃，达到-47.5℃时，试样出现了明显的冷脆断裂。
材料力学名词解释
材料力学名词解释塑性材料：拉伸断裂前,即发生强性变形也发生不可逆塑性变形。
脆性材料：拉伸断裂前，不产生塑性变形，只发生弹性变形。
滞弹性:滞弹性就是在外加载荷作用下，应变落后于应力的现象.内耗：是指材料在弹性范围内由于其内部各种微观因素的原因致使机械性能逐渐转化为材料内能的现象。
循环韧性:表示材料吸收不可逆变形功的能力,故又称消振性.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力降低的现象。
颈缩：是韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象，它是应变硬化与截面减小共同作用的结果。
6 应力集中系数和缺口敏感度?答：应力集中系数Kt定义为缺口静截面上的最大应力σmax与平均应力σ之比。
Kt表示缺口引起的应力集中程度,与材料性质无关，只决定于缺口几何形状.缺口敏感度：金属材料的缺口敏感性指标用缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值来表示，称为缺口敏感度，记为NSR. 金属硬度：指金属表面上的不大体积内抵抗变形或破裂的能力.冲击载荷:指加载速度很快而作用时间很短的突发性载荷.加载速度快，作用时间短的载荷。
冷脆:指材料因温度的降低导致冲击韧性急剧下降并引起脆性破坏的现象。
冲击韧性:是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。
低应力脆断：在应力水平低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象疲劳：金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象疲劳曲线：是疲劳应力与疲劳寿命的关系曲线，疲劳极限：是经无限次应力循环也不发生疲劳断裂，故将对应的应力称为疲劳极限.过载损伤：对于一定的金属材料，引起过载损伤需一定的加载应力与一定的应力循环周次相配合，即在一次过载应力下，只有过载运转超过一周次后才会引起过载损伤。
过载持久值：材料在高于疲劳强度的一定应力下工作，发生疲劳断裂的应力循环周次称为材料的过载持久值，也称为有限疲劳寿命。
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冷脆
冷脆具有体心立方点阵的合金钢，当试验温度降低时，将由韧性断裂转变为脆性断裂。
许多工业用钢在室温到零下温度范围将发生脆化，称为冷脆性。
图1 滑移过程形成的裂纹
a--位错塞积；b--两个{110)滑移带相交
合金钢的冷脆性(或低温脆化倾向)用韧性一脆性转化温度Tc表示。
高纯铁(0.01％C)的Tc在一100。
C，低于此温度则完全处于脆化状态。
钢中大多数合金元素都升高钢的韧性一脆性转化温度，增加冷脆倾向。
在室温以上韧性断裂时，合金钢的断口为韧窝型断口，而在低温下脆性断裂时为解理断口。
合金钢的低温脆化的原因是：(1)形变时位错源产生的位错被障碍物(如晶界、第二相等)阻塞时，局部应力超过钢的理论强度而产生微裂纹(见图1a)。
(2)几个塞积的位错在晶界合成一个微裂纹。
(3)两个{110)滑移带相交处反应，引起不动位
错%26lt;010%26gt;，呈楔形微裂纹，它可沿{100}解理面裂开(见图1b)。
增加钢冷脆的因素有：(1)固溶强化元素。
磷升高韧性一脆性转化温度最强烈；还有钼、钛和钒；含量低时影响不大而含量高时升高韧性一脆性转化温度的元素有，硅、铬和铜；降低韧性一脆性转化温度的有镍，先降低后升高韧性一脆性转化温度的有锰。
(2)形成第二相的元素。
以第二相增加钢冷脆最重要的元素为碳，随钢中碳含量增加，钢中珠光体含量增加，平均每增加1％珠光体体积，韧性一脆性转化温度平均升高2．2℃。
图2为铁素体一珠光体钢中碳含量对脆性的影响。
加入钛、铌和钒等微合金化元素，形成弥散分布的氮化物或碳氮化物，引起钢的韧性一脆性转化温度上升。
(3)晶粒尺寸影响韧性一脆性转化温度，随晶粒粗化，韧性一脆性转化温度升高。
细化晶粒则降低钢的冷脆倾向，这是广为应用的方法。
图2 铁素体-珠光体钢中碳含量对脆性的彰响。