
【化】 notch brittleness
breach; gap; indentation; jag; nick; separation
【化】 gap; nick; notch; slot
【醫】 incisio; incision
缺口脆性(notch brittleness)是材料力學中的重要概念,指帶有缺口或裂紋的材料在承受應力時,因應力集中效應導緻脆性斷裂傾向顯著增加的現象。這種現象常見于低溫環境或高應變速率條件下,材料内部晶格結構無法通過塑性變形分散能量,最終以突發性斷裂形式失效。
根據《ASM材料工程手冊》,缺口脆性可通過夏比沖擊試驗(Charpy Impact Test)量化評估,缺口處的應力集中系數($K_t$)計算公式為: $$ K_t = 1 + 2sqrt{frac{a}{rho}} $$ 其中$a$為缺口深度,$rho$為缺口根部半徑。該指标在壓力容器、橋梁鋼構等工程領域具有重要應用價值,美國材料試驗協會(ASTM E23)已制定标準化測試規程。研究表明,钛合金、高碳鋼等材料在溫度低于韌脆轉變溫度(DBTT)時,缺口敏感性指數(NSI)會急劇上升。
缺口脆性是材料科學中的一個重要概念,指材料在存在缺口(如裂紋、孔洞等幾何突變)時,因應力集中而表現出脆性斷裂傾向的現象。以下從定義、機理、影響因素及評價方法四方面進行解釋:
缺口脆性指材料在缺口附近因應力集中導緻塑性變形能力下降,從而在低應力下發生脆性斷裂的特性。例如,Ni-基超合金因高硬度和強度,在相同應力下比普通鋼材更易因缺口引發脆性破壞。
通過缺口試樣力學試驗評估,常用指标包括:
在航空發動機葉片(Ni-基超合金)設計中,需通過優化缺口形狀和材料熱處理工藝降低缺口脆性風險。
(注:如需進一步了解具體測試标準或材料案例,可參考、9、12等來源的完整内容。)
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