- 1、本文档共4页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
40Cr冷拔脆断原因分析
摘要 某冷拉厂于2011年购进一批,规格为20 mm的40cr圆钢,冷拔加工成17 mm的六角形钢,在此过程中,出现了大量脆断现象,断口形貌呈子弹型,本文从断口形貌,金相组织、受力状况等方面对拉拔断裂的原因进行了分析。
关键词 冷拔;断口;金相组织
冷拔简介:冷拔工艺为:圆钢→退火→轧头→酸洗→润滑处理→冷拔。冷拔过程的是原材料在拉拔力的作用下,形成径向压缩,轴向拉伸的应力状况,使材料产生塑性变形,受力方向与表面呈一定的角度。其合力沿拉伸方向,为与材料表面呈一定夹角,由表面指向材料中心。
试样的选取:为了分析其原因,现场选取了3截冷拔断裂试样,同时切取了同一炉号,未经冷拔的原材料试样2个,以及另外2个炉号没有出现断裂的,同材质、同规格的产品试样各2个带回分析。
试样的检测:首先利用超声探伤仪对带回的试样进行c型和a型水浸超声检测,原材料均未发现裂纹缺陷,而在冷拔后的六角形棒料的中心部位,均发现间断性的裂纹。 对此材料进行拉伸破坏性试验,其断口形貌均与现场情况完全吻合,断口形形貌如图1、图2所示。
图1 断口侧视图 图2 断口正视图
图1为宏观断口侧视形貌,断口突出的一端呈子弹形,内凹的一端呈圆形陨石坑形,两端完全吻合;图2为宏观断口正视形貌,分3个区:纤维区(a区);放射区(b区);瞬断区(c区)。a区为灰黑色,位于断口中央的位置,直径约1.8mm,是断裂起始的裂纹源区。b区为灰白色,在外加拉应力的作用下,中心裂纹呈放射状向外扩展;c区为灰色,为在放射区的外围厚度为1.8mm的圆环区,组织致密,呈细瓷状,所有断口四周未发现氧化及污染痕迹,这表明裂纹是在冷拔过程中产生。根据断口形貌特征,裂纹的走向是由心部向外延伸至表面。
断口电镜分析:
图3 (a区) 纤维区
对断口的3个区域,分别进行扫描电镜观察,从中可以看出,在a区(图3),
有较多的显微空洞及夹杂物,唇状裂纹是由显微空洞在外力而作用下,逐渐扩展最后连接造成形成,说明此部位为材料断裂的起源;b区(图4)裂纹扩展区的微观形貌特征为较浅韧窝+少量解理+撕裂棱,具有河流花特征,裂纹扩展有方向性表明材料韧性不高,c区(图5)为瞬断区,形貌为等轴韧窝+撕裂棱,为拉伸脆性断裂。
图4 (b区) 放射区
金相分析:1)对试样进行纵向解剖,发现试样中心部位,沿试样长度范围内,均匀排列着,方向也基本一致,长度约为1.2mm的横向裂纹,并且在裂纹之间有细的微裂纹,裂纹宽度方向与所受拉应力方向一致,对此试样侵蚀后发现,试样存在严重的中心偏析带(图6),所有裂纹均分布在偏析带上,长度略大于与偏析带的宽度。
图5 (c区)瞬断区
2)对试样侵蚀后进行金相分析,从(图6)中可以看出:①裂纹的均起源于中心,偏析区域,此区域珠光体含量明显高于两边的正常区域;②此区域晶粒粗大,为3-3.5级,其他区域为5.5-6.5级;③从晶粒的形变上看,两边的晶粒沿拉伸方向变形量大于心部位置,说明心部组织塑性较差;对此部位放大后可以看出,此区域中的为珠光体为粗片状珠光体(图7),片层间距不等,使塑性变形集中在片间距较大的位置;
4)偏析区域夹杂分布集中,主要是b类细系夹杂物,级别为2.0级,经分析此夹杂物为mns,此类夹杂物的存在,在拉长时降低了断裂强度。
图6 纵向剖面黑色条带为偏析带 图7 腐蚀后
成分分析:为了了解偏析的严重程度,分别对试样的正常部位及偏析部位进行成分的测量,其结果如表1所示,从中可以看出,此材料中心偏析非常严重,中心偏析区,碳、锰含量明显偏高。而细化晶粒的镍、铬、钼、铝含量极低,从而使得材料心部晶粒粗大,珠光体积聚,强度、韧性下降。
分析结果:根据以上检验结果可以看到,六角棒料在冷拔时出现脆性断裂,是由于原材料存在严重的中心偏析,使得材料中心区域珠光体集中、晶粒粗大、夹杂物聚集,使得材料心部强度及韧性降低,造成材料在正常冷拔过程中,在材料中心的偏析区域,首先产生微裂纹,继而裂纹沿受力方向扩展直至断裂,形成形貌呈子弹形的断口。
参考文献
[1]现代钢铁材料及其工程应用[m].机械工业出版社,200.
[2]材料力学[m].高等教育出版社,2004.
[3]断口形貌学[m].科学出版社,2009.
[4]连续铸钢生产[m].冶金教育出版社,2005.
文档评论(0)