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    鋼材中PS的危害和國標中的規定含量

    2018-11-27   來源:   點擊數:56次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港已獲悉:對承受沖擊載荷的零件,或由于齒輪齒部、花鍵等部分淬透并要求韌性時。此時,硬度應適當降低,如發動機飛輪齒圈硬度采用48~56HRC,或40~48HRC等等。對于灰鑄鐵、球墨鑄鐵及可鍛鑄鐵零件,由于有片狀、球狀石墨存在,用洛氏硬度計測得的硬度是馬氏體與石墨的綜合硬度。球墨鑄鐵硬度范圍可達45~55HRC,灰鑄鐵硬度可達38HRC以上或40HRC以上。
     
      一、試驗材料及實驗條件
     
      試驗材料分別為薄板08Al、08F;中厚板X60、A3鋼。均經化學成分檢驗,符合標準要求,加工試樣精度符合GB 6397-86金屬拉伸試驗試樣標準,要求拉伸試驗在萬能材料試驗機上進行。十字頭速度恒定為10mm/min;引伸計符合ASTM E83C級要求;標距劃線機線間長度誤差小于0.1mm;光彈試驗在光彈議上進行。
     
      二、試驗結果和討論
     
      1.試樣對拉伸性能的影響
     
      按照GB/T228-2010金屬拉伸試驗標準要求,中厚板既可取保留原表面的板狀試樣,也可制成棒狀試樣測試拉伸性能。為表明二者是否存在差異,我們將X60(8mm厚)和A3(10mm厚)鋼板分別制成帶頭板狀樣和直徑為5mm的棒狀試樣進行實驗。采用短比例試樣。
     
      結果表明:兩種形狀的試驗結果是有差異的。棒狀試樣的應力σ5較板狀試樣高得多。我們認為原因在于;棒狀試樣經加工,表面光滑,缺陷少;而板狀試樣兩表面均為直接軋制面,表面缺陷相對多一些。另外,兩種試樣在拉伸時的應力和應變狀態也有差異。棒狀試樣的派生應力σ2=σ3,ε2=ε3,四周縮變均勻,而板狀試樣σ2≠σ3,ε2≠ε3,也造成的試驗的結果不同。
     
      2.試樣寬度對拉伸結果的影響
     
      板狀拉伸試樣的寬度,在其他因素相同的情況下,寬度保準也大不相同。為明確試樣寬度對拉伸機械性能的影響。我們分別取08Al冷軋板和08F熱軋板進行比較研究。
     
      試樣基本尺寸符合標準要求,固定其他尺寸,變化試樣寬度。
     
      結果表明:在固定標距的情況下,隨試樣寬度增加,σ0.2或(σs)和σb有下降趨勢。我們認為:其原因在于隨著試樣寬度的增加,派生應力σ2增加,試樣由單向拉伸逐漸轉向平面應力狀態,從而使參加流變的材料逐漸增多之故。
     
      3.平行長度對板狀試樣拉伸性能的影響
     
      一般都認為:平行試樣長度越長,材料變形越均勻,伸長率就越大。但在實際工作中得出的結論卻并非完全如此。同時平行長度的增大引起試樣重量的增加,對材料也是一種浪費,因而需要明確一個范圍,在不同國家的標準中,我們同樣發現平行長度有差異,如有l0+b/2,l0+b,l0+2b,(b為試樣的寬度)。為進一步明確平行長度對拉伸試樣機械性能的影響,我們用08Al冷軋板研究了這一問題。
     
      試樣尺寸符合標準要求,固定其他尺寸,變化試樣平行長度。
     
      結果表明:平行長度的變化對σ0.2和σb無顯著影響,但卻明顯影響伸長率。我們認為:這主要是強度指標僅取決于試樣上最小截面上所承受的應力,對厚度相同的材料來說,在標距內寬度一樣時,強度指標也應相同,但伸長率則不同。在本試驗中,平行長度達到一定值后,伸長率值則趨于穩定且略有下降。我們認為:其原因主要在于平行長度增加到一定值后,試驗夾具和過渡圓弧不在影響標距部分的變形,失穩點既可出現在標內,也可出現在標外。平行長度越長試樣斷在中部的幾率也越小,伸長率值也就越分散。這一點從平行長度為110mm時測值分散度明顯增大可以證明,也就是說平行長度應有一最佳范圍。
     
      4.光測彈性力學試驗及結果分析
     
      為了直觀定性地研究板狀試樣過渡圓弧半徑及試樣夾持部位對拉伸試驗機械性能的影響,尋找合理的平行長度范圍,我們進行了光彈試驗,試樣經手工加工,試樣尺寸符合要求。為了消除加工應力,對試樣進行了退火處理。試驗結果可以看出平行長度的確定與過渡圓弧半徑R的大小有著密切的關系,過渡圓弧半徑R對板狀試樣的應力分布有明顯影響,為保證平行區變形均勻,R值應大于或等于30mm。當取R≥30mm時,按標準GB/T228-2002要求,平行試樣長度取l0+b0/2是適宜的。在拉伸試驗中,在保證試樣不滑落的情況下,試樣的夾持部位應該盡可能的遠離過渡圓弧。
     
      三、結論
     
      綜合上述試驗結果和分析,可以得出以下結論:
     
      1.中厚板取板狀試樣所測的試驗值有差異,鑒于不少標準對此未做明確的規定,此問題應該引起重視。
     
      2.試樣寬度對拉伸性能有影響,檢驗分析時應注意。
     
      3.平行長度的變化對應力值影響不大,但顯著影響伸長率。當試樣長度變化時,伸長率會有一最大值。
     
      4.過渡圓弧半徑R對板狀試樣的應力分布有明顯影響,為保證平行區變形均勻,R值應大于或等于30mm。
     
      5.當取R≥30mm時,按標準GB/T228-2002要求,平行試樣長度取l0+b0/2是適宜的。
     
      6.在拉伸試驗中,在保證試樣不滑落的情況下,試樣的夾持部位應該盡可能的遠離過渡圓弧。
     
      中國鋼管信息港已獲悉:在鋼板中硫化物夾雜以片狀沿軋制方向分布,是延性撕裂的起源,降低了鋼材的韌性和抗層狀撕裂能力。鋼材中的硫對熱加工和焊接造成危害,它和鐵生成FeS易與γ-Fe形成低熔點共晶(Fe-FeS共晶的熔點為985℃)。在熱加工(1000-1200℃)時共晶體熔化,導致鋼材在高溫時破裂,這種現象稱為“熱脆”。在焊接高溫下,FeS與鐵水可無限互溶,溶池凝固時FeS與Fe或FeO形成低熔點共晶,可能導致焊縫的結晶裂紋。
     
      P在鋼中的固溶強化和冷作硬化極強,它使鋼材強度和硬度提高,塑性和韌性下降(特別是低溫韌性),這就是鋼的冷脆性。磷在鋼中偏析,增大鋼的回火脆性(Cr-Mo鋼更明顯)。
     
      控制或降低鋼中S、P含量,不僅提高鋼材的塑性和韌性,改善焊接性能,降低冷熱脆性和回火脆性,而且提高鋼材的潔凈度,降低脆性轉變溫度,提高厚板沿厚度方向的Z向性能。這是鋼材改善韌性最重要的途徑之一。
     
      (1).2.2.1.2.1用于焊接的碳素鋼和低合金鋼:P≤0.035%,S≤0.035%。
     
      (2).2.2.1.2.2壓力容器專用鋼中碳素鋼和低合金鋼其P、S含量應當符合以下要求:
     
      a.標準抗拉強度下限值小于或等于540MPa的鋼材:P≤0.030%,S≤0.020%。
     
      b.標準抗拉強度下限值大于540MPa的鋼材:P≤0.025%,S≤0.015%。
     
      c.用于設計溫度低于-20℃并且標準抗拉強度下限值小于或等于540MPa的鋼材:P≤0.025%,S≤0.012%。
     
      (3).用于設計溫度低于-20℃并且標準抗拉強度下限值大于540MPa的鋼材:P≤0.020%,S≤0.010%。中國鋼管信息港已獲悉
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