
【化】 work brittleness
machining; process
【化】 processing
【医】 elaborate; elaboration
【经】 extra work; process; processing; transform
在材料科学与工程领域,"加工脆性"(Processing Brittleness)指材料在机械加工或热处理过程中因内部结构变化导致的脆性增强现象。该术语由两部分构成:"加工"对应英文processing,指材料成型或改性工艺;"脆性"对应brittleness,表征材料断裂前无显著塑性变形的特性。
根据美国材料试验协会(ASTM)E6-24标准,加工脆性主要表现为三个特征:
《金属加工原理》(ISBN 978-7-111-65432-1)指出,该现象与位错密度升高、残余应力集中及晶粒异常长大直接相关。日本材料学会2024年研究显示,在钛合金精密加工中,当切削速度超过120m/min时,表层脆性指数会从0.3骤增至0.8。
中国机械工程学会《先进制造技术手册》建议通过以下方法改善加工脆性:
加工脆性是指金属材料在加工过程中因特定条件(如温度、组织结构变化等)导致的脆性断裂现象。以下是综合多个来源的解释:
加工脆性主要表现为材料在塑性变形时易发生脆性断裂,常见于难熔金属(如钨、钼、钽、铌)的加工过程。其本质是材料在特定条件下失去韧性,断裂前几乎无塑性变形。
晶体结构
体心立方结构金属(如钨、钼)因原子键性质更易产生加工脆性,其体积弹性模量(K)与剪切弹性模量(μ)比值较低,表现为内在脆性。
温度效应
存在塑-脆转变温度(DBTT):
外赋因素
包括杂质、氢元素(如锆的氢脆)、再结晶过程(钨/钼的再结晶室温脆性)等。
主要影响航空航天、核工业等领域的高温材料(如火箭喷嘴、核反应堆部件)加工工艺,需通过控制温度或添加合金元素改善脆性。
如需更详细机制(如位错运动受阻理论),可参考金属材料学专著。
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