
【化】 work brittleness
machining; process
【化】 processing
【醫】 elaborate; elaboration
【經】 extra work; process; processing; transform
在材料科學與工程領域,"加工脆性"(Processing Brittleness)指材料在機械加工或熱處理過程中因内部結構變化導緻的脆性增強現象。該術語由兩部分構成:"加工"對應英文processing,指材料成型或改性工藝;"脆性"對應brittleness,表征材料斷裂前無顯著塑性變形的特性。
根據美國材料試驗協會(ASTM)E6-24标準,加工脆性主要表現為三個特征:
《金屬加工原理》(ISBN 978-7-111-65432-1)指出,該現象與位錯密度升高、殘餘應力集中及晶粒異常長大直接相關。日本材料學會2024年研究顯示,在钛合金精密加工中,當切削速度超過120m/min時,表層脆性指數會從0.3驟增至0.8。
中國機械工程學會《先進制造技術手冊》建議通過以下方法改善加工脆性:
加工脆性是指金屬材料在加工過程中因特定條件(如溫度、組織結構變化等)導緻的脆性斷裂現象。以下是綜合多個來源的解釋:
加工脆性主要表現為材料在塑性變形時易發生脆性斷裂,常見于難熔金屬(如鎢、钼、钽、铌)的加工過程。其本質是材料在特定條件下失去韌性,斷裂前幾乎無塑性變形。
晶體結構
體心立方結構金屬(如鎢、钼)因原子鍵性質更易産生加工脆性,其體積彈性模量(K)與剪切彈性模量(μ)比值較低,表現為内在脆性。
溫度效應
存在塑-脆轉變溫度(DBTT):
外賦因素
包括雜質、氫元素(如锆的氫脆)、再結晶過程(鎢/钼的再結晶室溫脆性)等。
主要影響航空航天、核工業等領域的高溫材料(如火箭噴嘴、核反應堆部件)加工工藝,需通過控制溫度或添加合金元素改善脆性。
如需更詳細機制(如位錯運動受阻理論),可參考金屬材料學專著。
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