這時塑性變形處于抑制狀態(tài),如再突然受到較大的作用應(yīng)力等原因,就易于發(fā)生脆性斷裂破壞。殘余應(yīng)力是作為初始應(yīng)力存在于構(gòu)件內(nèi),特別是拉伸殘余應(yīng)力與作用拉應(yīng)力疊加而加速了脆性破壞。
有關(guān)文獻中做了對殘余應(yīng)力對脆性破壞的影響實驗,把76*91cm、厚2cm的軟鋼板對焊起來。在焊縫處沿接合方向的殘余應(yīng)力是接近于焊接金屬屈服極限的拉應(yīng)力。
將焊好的試件的一部分做退火處理以消除焊接應(yīng)力后,再與未經(jīng)退火處理的試件一起放在-13℃下冷卻,發(fā)現(xiàn)經(jīng)退火處理的試件未出現(xiàn)裂紋,而沒退火的試件即使在無外力作用下也出現(xiàn)脆性裂紋。分析其原因是在溫度的快速下降時,材料塑性下降所引起的脆性破壞。
有關(guān)文獻中也給出類似的實驗,并得出結(jié)論:殘余應(yīng)力與開裂有直接關(guān)系,且產(chǎn)生的裂紋全都是存在于拉伸殘余應(yīng)力范圍內(nèi)?梢
殘余應(yīng)力不僅直接影響到裂紋的擴展,而且降低了材料脆性破壞的作用應(yīng)力的臨界應(yīng)力極限,加速了脆性破壞。
殘余應(yīng)力產(chǎn)生的脆性破壞在焊接件中是極易發(fā)生的。某重型汽車廠生產(chǎn)的車架由于焊接裂紋而大批報廢。某造船廠鑄造的幾十噸重的大型鏈輪箱,因開箱溫度過高而室溫較低,殼體交角從上至下出現(xiàn)斷裂裂紋,裂紋速度發(fā)展很快。這些都說明在無外力作用下而產(chǎn)生的脆性破壞完全是由殘余應(yīng)力拉應(yīng)力造成的結(jié)果。近些年來,國內(nèi)外都在大量研究殘余應(yīng)力對裂紋的發(fā)生和擴展的影響。對標(biāo)準(zhǔn)試件施加定量的殘余應(yīng)力是比較困難的,因此該項研究受到較大的限制而進展不快。