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层状断口形成的原因

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:事实证明,任何类型的非金属夹杂物或第二相析出物,只要在单向变形后呈层带状分布,并有效地“切割”金属基体,断裂后都会出现层状断口。钢中存在的大量非金属夹杂物,在晶界上沉积,是形成层状断口的内因;锻轧之后,特别是锻造比较大,形成纤维组织,这是形成层状断口的外因。层状断口使钢的横向力学性能,特别是塑性和冲击韧度下降。

层状断口形成的原因

按照强度原则,钢在断裂时总是沿着最低强度的薄弱区域选择性的发展。因此,当夹杂物分布呈层带状时,钢出现韧、脆性相间的性能,断裂时必然得到木纹状断口;如果带状分布的非金属夹杂物范围较宽,并处于同一平面内,那么脆性带分布区域也较宽并处于一定宽度的平面内,则断裂时宏观断口形貌必然是带层叠状断口。事实证明,任何类型的非金属夹杂物或第二相析出物,只要在单向变形后呈层带状分布,并有效地“切割”金属基体,断裂后都会出现层状断口。夹杂物分布越密集,单个夹杂物长度方向上的尺寸越大,缺口效应越显著,所需要的实际断裂应力越小,脆性扩张越利于进行,断口上的层状特征也越加明显。夹杂物类型及存在的部位不同,断裂方式也不同。如果夹杂物沿奥氏体晶界大量析出,晶界被脆化,断裂时裂纹首先在晶界萌生,并在外力垂直的方向上扩展连接,那么层状断口的断裂方式是沿晶的。这种夹杂物多见于AlN以及碳化物等。对于硫化物、氧化物等,因存在于树枝晶晶间,单向变形后随着金属纤维方向排列、延伸,从而“切割”金属基体,断裂时多形成无特征的劈裂条带,就其实质来讲,属于穿晶脆性断裂方式。

钢中存在的大量非金属夹杂物,在晶界上沉积,是形成层状断口的内因;锻轧之后,特别是锻造比较大,形成纤维组织,这是形成层状断口的外因。层状断口使钢的横向力学性能,特别是塑性和冲击韧度下降。而这种断口用热处理方法不能消除,需要控制级别使用。(www.xing528.com)

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