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白话“韧性”— 泰坦尼克沉没之谜

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【今天请来热轧和厚板的技术大神“良正”,结合实例说说韧性对使用的影响。】


韧性是指材料受到冲击后产生一定变形而不破坏的能力,他和脆性是一对反义词。


生活经验告诉我们,玻璃容易碎裂(脆)而橡胶不容易碎裂(韧)。最早钢材给大家的印象是很坚硬,它的韧性是后来才逐步被人了解的。

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经典影片“泰坦尼克”让大家无法忘怀的可能不仅仅是Jack和Rose的浪漫邂逅,泰坦尼克号本身就是一个“奇迹”。1912年,号称“永不沉没”的泰坦尼克号首航即沉没于冰海,这成了令人难以释怀的悲惨海难。

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由于早年对钢材的韧性认识不足,泰坦尼克号采用了刚性大但韧性很差的钢板。特别是致命的低温脆性,是导致“皇家邮轮”迅速沉没的症结。


泰坦尼克号在水线附近300英尺的船体由10张30英尺(约9米)长的钢板焊接而成,在低温环境中撞击冰山,长长的脆性焊缝无异于一条大拉链,使船体产生很长的裂纹,海水大量涌入使船迅速沉没。

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如何评价材料韧性?常用的手段是“一次摆锤试验”,说白了就是人为制造断裂,并观察裂口。

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韧性断口:纤维状呈暗灰色,仔细看有塑性变形,有金属流变痕迹;

脆性断口:结晶颗粒状有光泽,一般没有明显金属流变痕迹;

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并不是所有材料都适合做摆锤试验,我们也可以使用一些经验手段做快速判断。但准确性略差并需要一点经验,只能作为参考。


如:热轧板可以将板材折弯90°,在弯角处大力锤击,观察断后裂口形貌。

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小知识:

1、不同的材料,韧性也不同,根据需求应当选用合适的材料。如加磷的耐候钢和冲压用的IF钢韧性肯定是不同的。

2、随着钢材中的碳、磷、硫这些合金元素当量变高,一般韧性都会变差。


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