晶间断裂英文解释翻译、晶间断裂的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 intercrystalline rupture
分词翻译:
晶的英语翻译:
brilliant; crystal; glittering
间的英语翻译:
among; between; separate; sow discord; space
【化】 meta-
【医】 dia-; inter-; meta-
断裂的英语翻译:
part; rupture
【计】 break-away; breakout
【化】 breakage; cracking; failure breaking; fracture
【医】 fragmentation
专业解析
晶间断裂 (Intergranular Fracture) 是指金属或合金材料在受力作用下,裂纹沿着晶粒与晶粒之间的边界(即晶界)扩展而导致断裂的一种失效模式。其核心特征在于断裂路径主要沿着晶界网络进行,而非穿过晶粒内部(穿晶断裂)。这种断裂形式通常与晶界区域的弱化有关,具体表现为:
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定义与特征
晶间断裂发生时,裂纹优先在晶界处萌生并扩展,最终导致材料沿晶界分离。宏观断口通常呈现粗糙、颗粒状或冰糖状形貌;微观上,在扫描电子显微镜(SEM)下可观察到清晰的晶粒轮廓和相对平坦的晶界面,晶界面上可能伴有韧窝、二次相或析出物。与穿晶断裂相比,晶间断裂往往表现出更低的塑性和韧性。
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主要形成机制
- 晶界弱化: 这是晶间断裂的根本原因。晶界处可能因以下因素导致其结合强度低于晶粒内部:
- 杂质元素偏聚: 如钢中的磷(P)、锡(Sn)、锑(Sb)等低熔点杂质原子在晶界富集,削弱原子间结合力(来源:《材料科学基础》,上海交通大学出版社)。
- 第二相析出: 在晶界连续或半连续析出的脆性相(如奥氏体不锈钢中的铬碳化物 Cr23C6 导致的“敏化”现象)会使晶界变脆(来源:ASM Handbook, Volume 12: Fractography)。
- 环境因素: 特定环境(如高温、腐蚀介质)下可能发生晶界腐蚀或高温氧化,优先侵蚀晶界。
- 高温脆性: 某些材料在特定温度范围(如回火脆性温度区间)内,杂质偏聚加剧导致晶界弱化。
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影响因素
- 温度: 高温易促进杂质扩散偏聚和晶界滑动,增加晶间断裂倾向(如高温回火脆性、蠕变断裂)。低温下某些材料的晶间脆性也可能显现。
- 化学成分: 合金元素及杂质元素的种类和含量直接影响晶界偏聚行为和析出相类型。
- 热处理工艺: 不当的热处理(如敏化处理)会诱发有害相在晶界析出。
- 应力状态: 持续的拉应力或循环载荷会加速晶界裂纹的萌生和扩展。
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检测与表征
主要通过断口分析技术进行鉴别:
- 宏观断口: 呈颗粒状、无金属光泽。
- 微观断口(SEM): 清晰可见多面体晶粒形貌,晶界面上可能观察到韧窝(若伴有微孔聚集)、析出物或沿晶开裂特征(来源:Practical Fracture Analysis in Failure Investigation, ASM International)。
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预防措施
- 成分控制: 降低有害杂质含量,添加晶界强化元素(如钢中添加钼Mo抑制磷偏聚)。
- 优化热处理: 采用快速冷却避开脆性温度区,或进行去脆化处理(如不锈钢的固溶处理防止碳化物析出)。
- 晶界工程: 通过控制加工工艺获得合适的晶粒尺寸和晶界结构(如增加大角度晶界比例)。
- 环境控制: 避免材料在易导致晶界腐蚀的环境中使用(来源:Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister)。
网络扩展解释
晶间断裂(intergranular fracture)是指材料中的裂纹沿着晶粒边界扩展而发生的断裂现象。以下从定义、原因、特征及对比等方面进行详细解释:
1.定义与特征
晶间断裂是材料断裂的一种形式,主要表现为裂纹沿晶界扩展,而非穿过晶粒内部。其断口形貌常呈现粒状特征,故也称晶间颗粒断裂。多数情况下属于脆性断裂,但在高温蠕变等条件下也可能表现为韧性断裂。
2.主要原因
根据权威资料,晶间断裂的产生主要与以下因素相关:
- 晶界脆性相:如晶界处存在连续或非连续的脆性沉淀相(如AIN粒子、碳化物网状结构),导致微孔聚合或脆性薄层分裂。
- 杂质弱化晶界:晶界被低强度元素(如钢中的P、S、As、Sb等)弱化,降低晶界结合力。
- 环境与应力作用:如高温蠕变、应力腐蚀等环境因素导致晶界优先腐蚀或弱化。
3.与穿晶断裂的对比
晶间断裂与穿晶断裂的区别在于裂纹扩展路径:
- 晶间断裂:裂纹沿晶界扩展,通常因晶界强度低于晶内(如晶界存在脆性相或杂质)。
- 穿晶断裂:裂纹穿过晶粒内部,多因晶内缺陷(如位错堆积、滑移带)导致晶粒自身强度下降。
4.典型应用与案例
- 材料研究:超细晶金属(如纳米晶fcc金属)的晶间断裂模型结合应变梯度塑性理论,可用于分析变形与强化机制。
- 工业问题:低碳钢氢脆现象中,晶间断裂模型常与夏氏冲击试验对比,以评估材料抗脆性能力。
晶间断裂是材料科学中的重要失效形式,其成因复杂且与微观结构、环境条件密切相关。如需更深入的技术细节或案例分析,可参考权威材料学文献或工程手册。
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