材料的拉伸断裂强度OB和屈服强度σy随环境温度而发生 变化,屈服强度受温度变化的影响更大些。 在温度升高过程中,材料发生脆韧转变。两曲线交点对 应的温度称脆-韧转变温度T, 当环境温度小于T,时, 材料的OB<Oy,受外 T 力作用时,材料未屈服前 先已断裂,呈脆性断裂特 征。 环境温度高于T时, OB>Oy,受外力作 用时,材料先屈服,出现 Ta T 温度T一 细颈和很大变形后才断裂, 图8-5断裂强度和屈服强度随温度的变化趋势 呈韧性断裂特征。 虚线—高拉伸速率实线—低拉伸速率
图8-5 断裂强度和屈服强度随温度的变化趋势 虚线——高拉伸速率 实线——低拉伸速率 材料的拉伸断裂强度 和屈服强度 随环境温度而发生 变化,屈服强度受温度变化的影响更大些。 B y 在温度升高过程中,材料发生脆-韧转变。两曲线交点对 应的温度称脆-韧转变温度 Tt 。 当环境温度小于 时, 材料的 < ,受外 力作用时,材料未屈服前 先已断裂,呈脆性断裂特 征。 Tt B y 环境温度高于 时, > ,受外力作 用时,材料先屈服,出现 细颈和很大变形后才断裂, 呈韧性断裂特征。Tt B y
2、拉伸速率的影响 速度 拉伸速率81>82>83>84 速度 时温等效原理: 拉伸速度快=时间短 温度低
速度 速度 . 4 . 3 . 2 . 1 拉伸速率 时温等效原理: 拉伸速度快 = 时间短 温度低 2、拉伸速率的影响
2、拉伸速率的影响 拉伸速率对材料的断裂强度OB和屈服强度·y也有明 显影响。 减慢拉伸速率与升高环 境温度对材料拉伸行为有 相似的影响,这是时-温等 效原理在高分子力学行为 中的体现。 与脆-韧转变温度相 似,根据图中两曲线交 点,可以定义脆韧转 in o 变(拉伸)速率Ct 拉伸速率一 拉伸速率高于8t时, 材料呈脆性断裂特征;图8-6断裂强度和屈服强度随拉伸速率的变化 低于£t时,呈韧性断 实线 —低温 虚线—高温 裂特征
2、拉伸速率的影响 减慢拉伸速率与升高环 境温度对材料拉伸行为有 相似的影响,这是时-温等 效原理在高分子力学行为 中的体现。 B 图8-6 断裂强度和屈服强度随拉伸速率的变化 实线——低温 虚线——高温 y 与脆-韧转变温度相 似,根据图中两曲线交 点,可以定义脆-韧转 变(拉伸)速率 。 拉伸速率高于 时, 材料呈脆性断裂特征; 低于 时,呈韧性断 裂特征。 t t t 拉伸速率对材料的断裂强度 和屈服强度 也有明 显影响
30 3、环境压力的影响 29 400MPa 300MP3 研究发现,对许多非晶聚合 20 200MPa 物,如PS、PMMA等,其脆 100MPa 15 韧转变行为还与环境压力有关。 10 右图可见,PS在低环境压力 30MPa 40MPa (常压)下呈脆性断裂特点, 强度与断裂伸长率都很低。随 0.IMPa 着环境压力升高,材料强度增 6 高,伸长率变大,出现典型屈 应变c(%)】 服现象,材料发生脆-韧转变。 图8-7聚苯乙烯的应力-应变曲线 随环境压力的变化(T=31℃)
3、环境压力的影响 图8-7 聚苯乙烯的应力-应变曲线 随环境压力的变化(T=31℃) 右图可见,PS在低环境压力 (常压)下呈脆性断裂特点, 强度与断裂伸长率都很低。随 着环境压力升高,材料强度增 高,伸长率变大,出现典型屈 服现象,材料发生脆-韧转变。 研究发现,对许多非晶聚合 物,如PS、PMMA等,其脆- 韧转变行为还与环境压力有关
16 两种脆韧转变方式 4-10℃ 15c 20℃ 40℃ 60℃ 比较两图可以发现,升高环境温度和 80℃ 升高环境压力都能使高分子材料发生脆 100℃ 韧转变。但两种脆韧转变方式有很大差 34 别。 应变c(%) 升高温度使材料变韧,但其拉伸强度明 25 显下降。 400MPa 300MPa 升高环境压力则在使材料变韧的同时, 20 200MPa 100MPa 强度也得到提高,材料变得强而韧。 15 10 30MPa 40MPa O.1MPa 4 6 应变e(%)】
比较两图可以发现,升高环境温度和 升高环境压力都能使高分子材料发生脆- 韧转变。但两种脆-韧转变方式有很大差 别。 升高温度使材料变韧,但其拉伸强度明 显下降。 升高环境压力则在使材料变韧的同时, 强度也得到提高,材料变得强而韧。 两种脆-韧转变方式