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兰州钢材厂家之钢材断裂基本原因分析大全

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兰州钢材厂家之钢材断裂基本原因分析大全

发布日期:2019-06-18 作者:兰州钢材厂家 点击:

兰州钢材厂家之钢材断裂基本原因分析大全

用于各行业的钢材品种达数千种之多。每种钢材都因不同的性能、化学成分或合金种类和含量而具有不同的商品名称。虽然断裂韧性值大大方便了每种钢的选择,然而这些参数很难适用于所有钢材。但是如果选择兰州钢材湖北快3开奖结果就不会出现以上问题了。主要原因有:第一,因为在钢的冶炼时需加入一定数量的某种或多种合金元素,成材后再经简单热处理便可获得不同的显微组织,从而改变了钢的原有性能;第二,因为炼钢和浇注过程中产生的缺陷,特别是集中缺陷(如气孔、夹杂等)在轧制时极其敏感,并且在同一化学成分钢的不同炉次之间,甚至在同一钢坯的不同部位发生不同的改变,从而影响钢材的质量。由于钢材韧性主要取决于显微结构和缺陷的分散(严防集中缺陷)度,而不是化学成分。所以,经热处理后韧性会发生很大变化。要深入探究钢材性能及其断裂原因,还需掌握物理冶金学和显微组织与钢材韧性的关系。

1. 铁素体-珠光体钢断裂

铁素体-珠光体钢占钢总产量的绝大多数。它们通常是含碳量在0。05%~0。20%之间的铁-碳和为提高屈服强度及韧性而加入的其它少量合金元素的合金。铁素体-珠光体的显微组织由BBC铁(铁素体)、0。01%C、可溶合金和Fe3C组成。在碳含量很低的碳钢中,渗碳体颗粒(碳化物)停留在铁素体晶粒边界和晶粒之中。但当碳含量高于0。02%时,绝大多数的Fe3C形成具有某些铁素体的片状结构,而称为珠光体,同时趋向于作为“晶粒”和球结(晶界析出物)分散在铁素体基体中。含碳量在0。10%~0。20%的低碳钢显微组织中,珠光体含量占10%~25%。尽管珠光体颗粒很坚硬,但却能非常广泛地分散在铁素体基体上,并且围绕铁素体轻松地变形。通常,铁素体的晶粒尺寸会随着珠光体含量的增加而减小。因为珠光体球结的形成和转化会妨碍铁素体晶粒长大。因此,珠光体会通过升高d-1/2(d为晶粒平均直径)而间接升高拉伸屈服应力δy。从断裂分析的观点看,在低碳钢中有两种含碳量范围的钢,其性能令人关注。一是,含碳量在0。03%以下,碳以珠光体球结的形式存在,对钢的韧性影响较小;二是,含碳量较高时,以球光体形式直接影响韧性和夏比曲线。

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2. 处理工艺的影响

实践得知,水淬火钢的冲击性能优于退火或正火钢的冲击性能,原因在于快冷阻止了渗碳体在晶界形成,并促使铁素体晶粒变细。许多钢材是在热轧状态下销售,轧制条件对冲击性能有很大影响。较低的终轧温度会降低冲击转变温度,增大冷却速度和促使铁素体晶粒变细,从而提高钢材韧性。厚板因冷却速度比薄板慢,铁素体晶粒比薄板粗大。所以,在同样的热处理条件下厚板比薄板更脆性。因此,热轧后常用正火处理以改善钢板性能。热轧也可生产各向异性钢和各种混合组织、珠光体带、夹杂晶界与轧制方向一致的定向韧性钢。珠光体带和拉长后的夹杂粗大分散成鳞片状,对夏比转变温度范围低温处的缺口韧性有很大影响。

3. 铁素体-可溶合金元素的影响

绝大多数合金元素加入低碳钢,是为了生产在某些环境温度下的固溶体硬化钢,提高晶格摩擦应力δi。但目前还不能仅用公式预测较低屈服应力,除非已知晶粒尺寸。虽然屈服应力的决定因素是正火温度和冷却速度,然而这种研究方法仍很重要,因为可以通过提高δi预测单个合金元素可降低韧性的范围。铁素体钢的无塑性转变(NDT)温度和夏比转变温度的回归分析至今尚无报导,然而这些也仅限于加入单个合金元素对韧性影响的定性讨论。

4. 含碳量在0.3%~0.8%的影响

亚共析钢的含碳量在0.3%~0.8%,先共析铁素体是连续相并首先在奥氏体晶界形成。珠光体在奥氏体晶粒内形成,同时占显微组织的35%~100%。此外,还有多种聚集组织在每一个奥氏体晶粒内形成,使珠光体成为多晶体。由于珠光体强度比先共析铁素体高,所以限制了铁素体的流动,从而使钢的屈服强度和应变硬化率随着珠光体含碳量的增加而增加。限制作用随硬化块数量增加,珠光体对先共析晶粒尺寸的细化而增强。钢中有大量珠光体时,形变过程中会在低温和/或高应变率时形成微型解理裂纹。虽然也有某些内部聚集组织断面,但断裂通道最初还是沿着解理面穿行。所以,在铁素体片之间、相邻聚集组织中的铁素体晶粒内有某些择优取向。


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