徐魁龙, 张聪毅, 王迎辉, 王 磊

(中国船舶重工集团公司第七二五研究所, 洛阳 471023)

金属材料在熔炼、成形等过程中不可避免地会产生夹杂、偏析等内部缺陷，造成内部结构的不连续性，机械、设备构件中沟槽阶、定位孔、棱角等的形状也会影响零部件外表面结构的连续性，结构的不连续现象会导致零部件在使用中局部位置出现应力集中[1-4]。工程中常将该类不连续结构等效为“缺口”来考虑，这些缺口除了会造成材料的应力集中外，还会导致缺口根部的应力及变形状态发生改变[5-6]。如在拉伸过程中，缺口根部的应力状态会由单向拉伸变为双向或三向拉伸，同时缺口尖端附近的塑性变形也被显著约束[7-9]。

研究[10-11]表明，由于材料的塑性不同，缺口对材料断裂行为的影响存在差异。鲜有学者直接对比不同塑性金属材料缺口试样的断裂行为，为此，笔者对3种不同塑性的金属材料分别进行了拉伸试验，通过对比缺口试样的抗拉强度及断口形貌，研究了缺口对不同塑性材料抗拉强度和断裂行为的影响。

1 试验方法

试验采用10CrNi3MoV钢、5083铝合金、500-7球墨铸铁3种不同塑性的金属材料。按照GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》的技术要求加工成R4型圆柱状拉伸试样，在试样平行段中间位置加工V形缺口，缺口角度为60°，缺口尖端半径为0.1 mm，缺口根部直径D分别为6，8，10 mm(对应缺口深度分别为2，1，0 mm，缺口深度为0 mm的试样即为光滑试样)，拉伸试样的形状及尺寸见图1。拉伸试验在INSTRON 5982型(100 kN)电子万能试验机上进行，拉伸速度为1 mm·min-1。……