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大型鍛件夾雜性裂紋的修復

目前，細觀力學研究中對金屬材料損傷過程所給出的結論，一般僅適用于材料冷加工中損傷及成形極限題目的分析。在冷加工條件下，損傷的發(fā)生和發(fā)展為一單向增長過程，即損傷變量只能持續(xù)的增加。但事實上，金屬在熱加工條件下，微觀損傷的發(fā)展受到了某種機制的抑制，其影響使得在微裂紋擴展的同時，有一可逆的修復過程。

    大量的實驗結果表明[1]；夾雜性裂紋是由多個片狀夾雜（微裂紋）所造成損傷的聚合裂紋體。在片狀夾雜物之間，為純金屬基體的剪切裂紋所連接。片狀夾雜分隔了金屬基體，這種損傷是不可修復的；而純金屬基體之間的裂紋部分則有可能在一定的條件下，通過金屬間的擴散及其它作用而修復。
    在裂紋自修復的過程中，裂紋四周金相組織的變化。通過對試樣的觀察與分析，可將裂紋的修復過程分為兩個階段：
    1）裂紋處空洞填充：在修復過程的初期，裂紋空洞部分的體積被與基體金屬成份相同的金屬所填充。填充物由非常細小的晶粒組成，并含有大量的顯微孔洞，填充部分與基體的分界面清楚；

2）晶粒長大：填充區(qū)域內(nèi)的細小晶粒逐漸長大，填充物與金屬基體的分界面漸漸消失，填充物中的顯微孔洞尺寸和數(shù)目逐漸減小，直至填充區(qū)域內(nèi)的晶粒與基體相同。

為定量的描述裂紋的自修復過程，我們用聲顯微鏡實際丈量了不同加熱溫度和保溫條件下，裂紋修復的百分率。裂紋修復率主要受控于加熱溫度；對于給定的實驗材料而言，當保溫時間高于15分鐘時，繼續(xù)增加保溫時間對裂紋修復的貢獻相對較小。

對于一定的金屬材料而言，在特寫的條件下，其內(nèi)部的裂紋在高溫條件下自修復現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是十分有意義的，對其機理尚有待于進一步的研究。

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