在法蘭塑性成形中，整個(gè)斷裂過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程，其斷裂不僅與材料化學(xué)成分、組織狀態(tài)及初始缺陷有關(guān)，而且與加工工藝有很大關(guān)系，如應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)變狀態(tài)、應(yīng)變速率、摩擦與成形溫度等對(duì)材料成形質(zhì)雖有著很大的法蘭。此外，材料參數(shù)如應(yīng)變硬化、空穴體積分?jǐn)?shù)以及第二相粒子等都會(huì)對(duì)材料的斷裂產(chǎn)生影響。應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)、變形溫度等外部因素對(duì)材料斷裂的影響規(guī)律如下。

1.應(yīng)力狀態(tài)對(duì)韌性斷裂的影響規(guī)律

大量的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究表明，法蘭在壓應(yīng)力狀態(tài)下能呈現(xiàn)出較好的塑性，不易發(fā)生韌性斷裂破壞。通常，在塑性理論中通過靜水應(yīng)力來(lái)反映壓應(yīng)力水平，靜水應(yīng)力越小，則材料在成形中表現(xiàn)出越好的塑性加工性能，如常見的鐓粗、擠壓過程;而對(duì)于鍛件材料的拉伸過程，鍛件局部的靜水應(yīng)力為正值且數(shù)值較大，容易導(dǎo)致斷裂;在空洞長(zhǎng)大與聚合過程中，若應(yīng)力三軸度越大，則空洞生長(zhǎng)越快，而當(dāng)拉應(yīng)力較小時(shí)，即應(yīng)力三軸度較小時(shí)，空洞的生長(zhǎng)與聚合過程將變緩，從而抑制了法蘭開裂的發(fā)生。

2.塑性變形對(duì)韌性斷裂的影響規(guī)律

在法蘭的成形過程中存在一臨界值，當(dāng)塑性變形貴達(dá)到該值時(shí)，一些微小夾雜物會(huì)產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，或者會(huì)使某些第二相質(zhì)點(diǎn)與機(jī)體本身產(chǎn)生分離，甚至產(chǎn)生微空洞，而后微空洞會(huì)逐漸長(zhǎng)大并發(fā)生匯聚融合，最終導(dǎo)致斷裂的發(fā)生。研究表明，微空洞數(shù)量隨塑性變形量的增大而增加，且先緩慢增加(近乎于線性關(guān)系），而當(dāng)塑性變形量達(dá)到某一臨界值時(shí)，空洞數(shù)量則會(huì)迅速增加，且增加的速率與材料本身屬性有關(guān)。

3.溫度對(duì)韌性斷裂的影響規(guī)律

在法蘭的高溫塑性成形過程中，隨著變形溫度的升高，材料的流變抗力與抗拉強(qiáng)度都會(huì)減小，反之則會(huì)增大。從微觀變形來(lái)講，材料內(nèi)部的位錯(cuò)滑移與剪切、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及回復(fù)、相變等物理過程等都會(huì)受到成形溫度的影響，溫度的升高會(huì)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，也會(huì)使熱激活能上升，最終又通過微觀組織的變形行為影響材料變形過程中的損傷程度及斷裂過程。