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解析斷裂韌度指標(biāo)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

1．強(qiáng)度和韌度的合理配合
合金鋼和含碳鋼在汽車(chē)領(lǐng)域中也是占據(jù)很重要的地位，一般來(lái)，金屬材料斷裂韌度的提高常伴隨著強(qiáng)度的降低，因此在選用材料時(shí)必須根據(jù)機(jī)件的服役條件和失效形式，尋求強(qiáng)度和韌度的合理配合。對(duì)于絕大多數(shù)汽車(chē)零件和構(gòu)件，截面尺寸都不算大，而設(shè)計(jì)應(yīng))卻比較低，而且對(duì)于大多數(shù)鍛件和型材．宏觀(guān)尺寸的裂紋也不常見(jiàn)，因此對(duì)斷裂韌度的要求往往不需過(guò)高 如果根據(jù)材料的斷裂韌度值和機(jī)件的設(shè)計(jì)應(yīng)力值進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果可能能現(xiàn)發(fā)生突然斷裂的臨界裂紋長(zhǎng)度n，大f機(jī)件本身的尺寸，則寧可適當(dāng)提高強(qiáng)度，以保持較高的承載能力
圖l-1-28表示幾種材料KIC和δs。的配合。高合金結(jié)構(gòu)鋼也是占據(jù)著很重要的地位，在一定程度上也是將不同的鋼種進(jìn)行分類(lèi)及歸納，如要求具有很高的強(qiáng)度和較商的斷裂韌度，則馬氏體時(shí)效鋼是首選材料。這類(lèi)鋼含有18%～25%的鎳和其它合金元素，價(jià)格昂貴，過(guò)去曾用于制造導(dǎo)彈和火箭殼體，為了保護(hù)乘客安全和減輕車(chē)身重量，高強(qiáng)度鋼板在汽車(chē)中得到日益廣泛的應(yīng)用，但為了降低成本，汽車(chē)上不能采用像馬氏體時(shí)效鋼一類(lèi)的高合金鋼：
中碳合金鋼和低碳馬氏體鋼在不同溫度回火后強(qiáng)度、塑性、韌性的變化趨勢(shì)．由此可見(jiàn)，低碳馬氏體能得到強(qiáng)度和韌度的良好配合，他們占據(jù)與馬氏體時(shí)效鋼相鄰的位置。
另外值得注意的是，置Ie隨強(qiáng)度提高而降低，K眥。卻隨強(qiáng)度提高而提高，對(duì)于半軸、花鍵軸、扭力桿等主要承受扭轉(zhuǎn)載荷的一大類(lèi)零件，當(dāng)存在垂直于軸向的微細(xì)裂紋時(shí)，Km。對(duì)承載能力起著更為重要的作用。碳素鋼和合金鋼在應(yīng)用中都是具有很大的時(shí)效性。
2．注意防止脆斷事故的發(fā)生
對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)汽車(chē)行業(yè)，提高整體的技術(shù)發(fā)展水平是我們共同的努力的目標(biāo)，汽車(chē)零部件和構(gòu)件的突然斷裂常常以疲勞損傷為先導(dǎo)=煤炭部霍林河煤礦1978年從國(guó)外引進(jìn)57輛75B載貨汽車(chē)，先后有47輛投入使用到1980年有31輛車(chē)的車(chē)架發(fā)生嚴(yán)重?cái)嗔寻l(fā)生斷裂的汽車(chē)運(yùn)行時(shí)間并不長(zhǎng)，其中最短者為44天，約1055h,最長(zhǎng)者運(yùn)行107天，約2573h。以后對(duì)斷裂車(chē)架進(jìn)行修理，把車(chē)架大梁加厚，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度看，大大降低了使用應(yīng))，卻仍未防止斷裂的繼續(xù)發(fā)生。到1982年有20輛貨車(chē)大梁斷裂，運(yùn)行時(shí)間最短，最長(zhǎng)者133天：分析其原因是由-車(chē)架鋼板在冬季氣溫下斷裂韌度太低之故，其他結(jié)構(gòu)用鋼等的疲勞狀態(tài)要小的多，到疲勞裂紋擴(kuò)展到臨界裂紋長(zhǎng)度，時(shí)即發(fā)生脆性斷裂。合金鋼鋼材在汽車(chē)行業(yè)中的運(yùn)用也是相當(dāng)?shù)亩嗟?，在汽?chē)零件中的運(yùn)用中占據(jù)很重要的地位。
由于汽車(chē)零部件和構(gòu)件承受疲勞載荷作用，裂紋先是緩慢擴(kuò)展，到達(dá)臨界長(zhǎng)度時(shí)才發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，導(dǎo)致脆性斷裂為了從根本上杜絕脆斷事故，人們寧可加強(qiáng)無(wú)損探傷，把存在可見(jiàn)宏觀(guān)裂紋的機(jī)件判廢。例如連桿在淬火不當(dāng)時(shí)可能產(chǎn)生微小裂紋，在運(yùn)行中裂紋會(huì)逐漸擴(kuò)展，到突然斷裂時(shí)打壞發(fā)動(dòng)機(jī)？一汽注重連桿在裝車(chē)前的磁粉探傷，從而杜絕了兇連桿斷裂的打缸事故這實(shí)際上是將疲勞門(mén)檻△Kth代替斷裂韌度KJc用于安全設(shè)計(jì)，其技術(shù)思路仍是遵循，斷裂力學(xué)理論。
3．正確選用材料和制訂工藝
含硫量對(duì)4345鋼抗拉強(qiáng)度和斷裂韌度的綜合影響。分別表示含碳量和含鎳量對(duì)低溫下斷裂韌度的影響，這指明了低溫鋼必須含有較尚的鎳和較低的碳能提高斷裂韌度。幾種鋼種在不同溫度回火后強(qiáng)度和斷裂韌度的變化情況，在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)設(shè)法避開(kāi)使斷裂韌度處于低谷的回火溫度區(qū)域。
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