鋼中夾雜物與鋼的性能及斷裂

內(nèi)容概要

　　《鋼中夾雜物與鋼的性能及斷裂》分上、下兩篇。上篇講述夾雜物與鋼的性能，主要介紹采用雙真空冶煉方法制備只含一種夾雜物的試樣，然后在相同的熱處理?xiàng)l件下回火成索氏體，在保證試樣的組織、晶粒度相同，只有夾雜物一種變量的情況下，測(cè)試夾雜物的含量系統(tǒng)變化，測(cè)定沖擊韌性、拉伸性能、斷裂韌性以及低溫沖擊韌性等。下篇講述夾雜物與鋼的斷裂，所用試樣與上篇相同，介紹裂紋在夾雜物上形核、長大與擴(kuò)展的規(guī)律，屬國內(nèi)首創(chuàng)，國外文獻(xiàn)也不多見。所采用的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)方法，可以得出裂紋在夾雜物上成核的應(yīng)力一應(yīng)變條件、裂紋成核和夾雜物類型與尺寸的關(guān)系、裂紋成核率與夾雜物含量的關(guān)系，通過對(duì)斷裂韌性（K1c）試樣的一步加載和逐步加載的實(shí)驗(yàn)方法得出裂紋長大和擴(kuò)展與夾雜物間距的關(guān)系，通過大量的實(shí)驗(yàn)觀察工作所得出的大量數(shù)據(jù)，可了解到夾雜物影響性能的內(nèi)在因素，對(duì)解釋夾雜物造成鋼的斷裂的過程大有幫助。
　　《鋼中夾雜物與鋼的性能及斷裂》可供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員學(xué)習(xí)使用，也可供高等院校冶金專業(yè)的師生閱讀參考。

書籍目錄

上篇 夾雜物與鋼的性能
第1章 夾雜物與鋼的性能研究文獻(xiàn)簡(jiǎn)介
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
第3章 TiN夾雜物對(duì)D6AC鋼眭能的影響
第4章 ZrN夾雜物對(duì)D6AC鋼性能的影響
第5章 氮化物夾雜物對(duì)D6AC鋼性能的影響
第6章 硫化物夾雜物對(duì)高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼性能的影響
第7章 MnS夾雜物對(duì)D6AC鋼性能的影響(600℃回火)
第8章 MnS夾雜物對(duì)D6AC鋼性能的影響(550℃回火)
第9章 硫化鈦和稀土夾雜物對(duì)D6AC鋼性能的影響
第10章 硫化物與氮化物夾雜物共存時(shí)對(duì)D6AC鋼性能的影響
第11章 高強(qiáng)度鋼中夾雜物與鋼性能的關(guān)系
第12章 低強(qiáng)度鋼中夾雜物對(duì)鋼延韌性的影響
第13章 夾雜物類型對(duì)鋼性能的影響
第14章 夾雜物類型與鋼性能關(guān)系總結(jié)
第15章 42CrMoA鋼中夾雜物生成過程和來源
下篇 夾雜物與鋼的斷裂
第16章 夾雜物與鋼的斷裂研究文獻(xiàn)簡(jiǎn)介
第17章 D6AC鋼中TiN夾雜物與鋼的斷裂
第18章 D6AC鋼中ZrN夾雜物與鋼的斷裂
第19章 D6AC鋼中MnS夾雜物與鋼的斷裂
第20章 D6AC鋼中MnS和TiN夾雜物與鋼的斷裂
第2l章D6AC鋼中MnS和ZrN夾雜物與鋼的斷裂
第22章 42CrMoA鋼和4145H鋼中夾雜物與鋼的斷裂
第23章 夾雜物與鋼的斷裂的相關(guān)常數(shù)計(jì)算
第24章 低強(qiáng)度鋼中夾雜物與鋼的斷裂
第25章 斷口分形維數(shù)與07鋼的回火脆性
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   23.1概述 過去構(gòu)件設(shè)計(jì)的理念，以材料強(qiáng)度作為主要依據(jù)。但構(gòu)件在服役過程中，經(jīng)常發(fā)生低于材料強(qiáng)度的斷裂，有的斷裂往往造成災(zāi)難性事故，這引起了人們對(duì)材料斷裂韌性的重視。對(duì)材料韌性斷裂機(jī)理經(jīng)過大量的研究，已肯定韌性斷裂過程為裂紋在材料內(nèi)部存在的缺陷處生成、長大并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致材料的斷裂。 裂紋在材料內(nèi)部成核的位置有4處：應(yīng)力集中區(qū)、夾雜物本身塑性較低處、夾雜物或第二相與基體的界面上以及靠近夾雜物的基體內(nèi)。這些位置由力學(xué)的因素和物理化學(xué)的因素而定。 力學(xué)因素是指應(yīng)力集中所要求的三軸應(yīng)力或塑性抑制，物理化學(xué)因素包括夾雜物與基體的結(jié)合強(qiáng)度（σrr）。 微裂紋在夾雜物上成核后，由于塑性應(yīng)變集中，使微裂紋長大形成空洞，在空洞之間的基體產(chǎn)生內(nèi)頸縮使裂紋擴(kuò)展，最后發(fā)生斷裂。這是對(duì)韌性斷裂過程的一般記述。但在韌性斷裂過程中，由于塑性區(qū)基體材料的應(yīng)力不能達(dá)到斷裂應(yīng)力σf，因此形成微裂紋后，微裂紋的長大和擴(kuò)展所需的空洞之間基體的內(nèi)頸縮受塑性應(yīng)變量控制，故一般采用臨界應(yīng)變量判據(jù)。這表明控制微裂紋在夾雜物上成核、長大和擴(kuò)展的重要參量為臨界應(yīng)變量。同時(shí)也有實(shí)驗(yàn)證明微裂紋在夾雜物上成核、長大和擴(kuò)展的重要參量為臨界應(yīng)力，如Argon等研究在拉伸試樣中裂紋在夾雜物和第二相顆粒上成核、長大和擴(kuò)展規(guī)律，他們分別選用三種試樣： （1）1045鋼，經(jīng)過熱處理使?jié)B碳體（Fe3C）成等軸狀，F(xiàn)e3C的平均尺寸a=0.44μm，含量fv=0.125％，鐵素體尺寸為5～10μm。 （2）馬氏體時(shí)效鋼，含有TiC夾雜物，平均尺寸a=5.3μm，含量fv=0.011％，夾雜物平均間距dr=45μm，未時(shí)效的晶粒尺寸為10～20μm。 （3）0.6％Cr—Cu合金，Cr—Cu第二相顆粒尺寸a=0.89μm，fv=0.0059％，Cr—Cu第二相顆粒為非等軸狀，多數(shù)顆粒的縱橫比為1，其中縱橫比最大的顆粒為4，此外，試樣中還含有成分為Cr—Fe—C—Ca—Mg的顆粒，其尺寸為20～30μm。 對(duì)上列三種試樣進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算后得出：夾雜物和第二相顆粒開裂的條件為臨界界面應(yīng)力。在設(shè)定的條件下分別計(jì)算出三種試樣中的夾雜物和基體以及第二相顆粒和基體的界面強(qiáng)度。此外他們還得出：當(dāng)夾雜物的體積分?jǐn)?shù)較大時(shí)，由于夾雜物之間存在交互作用，會(huì)增強(qiáng)界面應(yīng)力，促進(jìn)夾雜物開裂。

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