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韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度（韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度

韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度是指金屬材料從韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)的溫度，也稱延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度或塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，或簡(jiǎn)稱脆性轉(zhuǎn)變溫度。這種傾向的大小一般用沖擊試驗(yàn)測(cè)定，但試驗(yàn)的指標(biāo)有多種，尚未統(tǒng)一。

基本信息

中文名	韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度
外文名	ductilebrittle transition temperature
別名	延性-脆性轉(zhuǎn)變溫度或塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度
類型	化學(xué)
簡(jiǎn)稱	脆性轉(zhuǎn)變溫度
測(cè)定方法	能量準(zhǔn)則法、斷口形貌準(zhǔn)則法
定義	金屬材料從韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)的溫度

收起

簡(jiǎn)介

當(dāng)溫度降低時(shí)，材料的屈服點(diǎn)升高，材料變脆。材料在溫度降低時(shí)由韌性斷裂變?yōu)?/span>脆性斷裂有一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度，稱為韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度。韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度的定義為：“在一系列不同溫度的沖擊試驗(yàn)中，沖擊試驗(yàn)吸收功急劇變化或斷口韌性急劇轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)域”。韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度反映了溫度對(duì)金屬材料韌性或脆性的影響，對(duì)壓力容器、艦船及橋梁等在低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)及零件的安全性十分重要，它是從韌性角度選用金屬材料的重要依據(jù)。

韌脆轉(zhuǎn)變溫度（ductile-to-brittle transition temperature），主要針對(duì)隨著溫度的變化，鋼鐵的內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而鋼鐵的韌性和脆性發(fā)生相應(yīng)的變化。在脆性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域以上，金屬材料處于韌性狀態(tài)，斷裂形式主要為韌性斷裂；在脆性轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域以下，材料處于脆性狀態(tài)，斷裂形式主要為脆性斷裂（如解理）。脆性轉(zhuǎn)變溫度越低，說明鋼材的抵抗冷脆性能越高。

脆性轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定方法

脆性轉(zhuǎn)變溫度要通過一系列不同溫度的沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定，根據(jù)測(cè)定方法的不同，存在著不同的表示方法，主要有：

（1）能量準(zhǔn)則法：規(guī)定為沖擊吸收功（A）降到某一特定數(shù)值時(shí)的溫度，例如取A×0.4對(duì)應(yīng)的溫度，常以T表示。

（2）斷口形貌準(zhǔn)則法：規(guī)定以斷口上纖維區(qū)與結(jié)晶區(qū)相對(duì)面積之比達(dá)一定數(shù)值時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，例如取結(jié)晶區(qū)面積占總面積50%所對(duì)應(yīng)的溫度，以FATT表示。

（3）落錘試驗(yàn)法：規(guī)定以落錘沖斷長(zhǎng)方形板狀試樣時(shí)斷口100%為結(jié)晶斷口時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度為無(wú)塑性轉(zhuǎn)變溫度，以NDT表示。

在工廠檢驗(yàn)中，韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度一般采用標(biāo)準(zhǔn)夏比V形缺口沖擊試驗(yàn)測(cè)定，因?yàn)閂形缺口試樣對(duì)低溫脆性較為敏感。

韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度

國(guó)家試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)量的參考方法：一是沖擊吸收功-溫度曲線上下平臺(tái)間規(guī)定百分?jǐn)?shù)所對(duì)應(yīng)的溫度（ETTn）；二是脆性斷面率-溫度曲線中規(guī)定脆性斷面率（n）所對(duì)應(yīng)的溫度（FATT）；三是側(cè)膨脹值-溫度曲線上下平臺(tái)間某規(guī)定值所對(duì)應(yīng)的溫度（LETT）。根據(jù)不同溫度下的沖擊試驗(yàn)結(jié)果，以沖擊吸收功或脆性斷面率為橫坐標(biāo)，以試驗(yàn)溫度為縱坐標(biāo)繪制曲線，如圖所示。目前，韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度應(yīng)用最多的是斷口形貌轉(zhuǎn)變溫度（FATT），其次是能量轉(zhuǎn)變溫度（ETTn）和側(cè)膨脹值轉(zhuǎn)變溫度（LETT）。

脆性轉(zhuǎn)變溫度除與表示方法有關(guān)外，還與試樣尺寸、加載方式及加載速度有關(guān)，不同材料只能在相同條件下進(jìn)行比較。在工程應(yīng)用中，為防止構(gòu)件脆斷，應(yīng)選擇脆性轉(zhuǎn)變溫度低于構(gòu)件下限工作溫度的材料。對(duì)于那些含氮、磷、砷、銻和鉍等雜質(zhì)元素較多，在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中有可能發(fā)生時(shí)效脆化、回火脆性等現(xiàn)象的材料，其脆性轉(zhuǎn)變溫度會(huì)隨運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)而升高。因此，脆性轉(zhuǎn)變溫度以及脆性轉(zhuǎn)變溫度的增量已成為構(gòu)件材料性能的考核指標(biāo)之一。

影響金屬材料脆性轉(zhuǎn)變溫度的因素

影響金屬材料脆性轉(zhuǎn)變溫度的因素有：

（1）金屬合金元素成分的影響。在鋼中加入鎳、錳等可使脆性轉(zhuǎn)變溫度降低，隨著含碳、磷元素的增加，脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯升高。

（2）加載速度的影響。緩慢加載可降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，相反，會(huì)使脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。

（3）晶粒度的影響。細(xì)晶粒鋼要比粗晶粒鋼具有較高的沖擊韌性和較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。

（4）熱處理的影響。采用不同的熱處理方法，可以得到不同的金相組織，提高鋼材的沖擊韌性，最好的熱處理方法是進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

（5）材料的厚度和缺陷脆性轉(zhuǎn)變溫度也有影響。