鋼中夾雜物與鋼的性能及斷裂

內容概要

　　《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條件下回火成索氏體，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，測試夾雜物的含量系統(tǒng)變化，測定沖擊韌性、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、長大與擴展的規(guī)律，屬國內首創(chuàng)，國外文獻也不多見。所采用的準動態(tài)方法，可以得出裂紋在夾雜物上成核的應力一應變條件、裂紋成核和夾雜物類型與尺寸的關系、裂紋成核率與夾雜物含量的關系，通過對斷裂韌性（K1c）試樣的一步加載和逐步加載的實驗方法得出裂紋長大和擴展與夾雜物間距的關系，通過大量的實驗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在因素，對解釋夾雜物造成鋼的斷裂的過程大有幫助。
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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簡介
第2章 實驗方法
第3章 TiN夾雜物對D6AC鋼眭能的影響
第4章 ZrN夾雜物對D6AC鋼性能的影響
第5章 氮化物夾雜物對D6AC鋼性能的影響
第6章 硫化物夾雜物對高強度和超高強度鋼性能的影響
第7章 MnS夾雜物對D6AC鋼性能的影響(600℃回火)
第8章 MnS夾雜物對D6AC鋼性能的影響(550℃回火)
第9章 硫化鈦和稀土夾雜物對D6AC鋼性能的影響
第10章 硫化物與氮化物夾雜物共存時對D6AC鋼性能的影響
第11章 高強度鋼中夾雜物與鋼性能的關系
第12章 低強度鋼中夾雜物對鋼延韌性的影響
第13章 夾雜物類型對鋼性能的影響
第14章 夾雜物類型與鋼性能關系總結
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簡介
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常數(shù)計算
第24章 低強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

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   23.1概述 過去構件設計的理念，以材料強度作為主要依據(jù)。但構件在服役過程中，經常發(fā)生低于材料強度的斷裂，有的斷裂往往造成災難性事故，這引起了人們對材料斷裂韌性的重視。對材料韌性斷裂機理經過大量的研究，已肯定韌性斷裂過程為裂紋在材料內部存在的缺陷處生成、長大并擴展，最終導致材料的斷裂。 裂紋在材料內部成核的位置有4處：應力集中區(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。這些位置由力學的因素和物理化學的因素而定。 力學因素是指應力集中所要求的三軸應力或塑性抑制，物理化學因素包括夾雜物與基體的結合強度（σrr）。 微裂紋在夾雜物上成核后，由于塑性應變集中，使微裂紋長大形成空洞，在空洞之間的基體產生內頸縮使裂紋擴展，最后發(fā)生斷裂。這是對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)基體材料的應力不能達到斷裂應力σf，因此形成微裂紋后，微裂紋的長大和擴展所需的空洞之間基體的內頸縮受塑性應變量控制，故一般采用臨界應變量判據(jù)。這表明控制微裂紋在夾雜物上成核、長大和擴展的重要參量為臨界應變量。同時也有實驗證明微裂紋在夾雜物上成核、長大和擴展的重要參量為臨界應力，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、長大和擴展規(guī)律，他們分別選用三種試樣： （1）1045鋼，經過熱處理使?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。 對上列三種試樣進行大量的實驗研究和計算后得出：夾雜物和第二相顆粒開裂的條件為臨界界面應力。在設定的條件下分別計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度。此外他們還得出：當夾雜物的體積分數(shù)較大時，由于夾雜物之間存在交互作用，會增強界面應力，促進夾雜物開裂。

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