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    鋼材料的斷口

    2018-12-19   來源:   點擊數:15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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       中國鋼管信息港據媒體報道:國家標準GB/T18669-2012、GB/T549-2017中規定了船用錨鏈鋼的有關技術要求,世界各主要船級社都有自己內部船用系泊鏈的有關技術要求規范, 德國標準DIN 17115中規定了14個鋼種用作制作焊接圓節鏈的技術要求,美國石油協會(API)規范中也對系泊鏈用鋼有詳細的要求。
      
      國際標準 ISO 20438-2017《船舶與海洋技術——系泊鏈》,按力學性能將系泊鏈分為5個等級(R3、R3S、R4、R4S、R5),此標準也是世界上首個專門關于海洋系泊鏈的國際標準,中國江蘇亞新錨鏈股份有限公司主導編制了此標準。
      
      將鋼加熱到Ac1以上某一溫度保溫時,珠光體處于不穩定狀態,通常首先在鐵素體和滲碳體相界面上形成奧氏體晶核,這是由于鐵素體和滲碳體相界面上碳含量分布不均勻,原子排列不規則,易于產生濃度和結構起伏區,為奧氏體形核創造了有利條件。珠光體群邊界也可能成為奧氏體的形核部位。
      
      奧氏體的長大
      
      奧氏體晶核形成以后即開始長大。奧氏體晶粒長大是通過滲碳體的溶解、碳在奧氏體和鐵素體中的擴散和鐵素體繼續向奧氏體轉變而進行的。奧氏體形核后的長大,是新相奧氏體的相界面向著鐵素體和滲碳體這兩個方向同時推移的過程。通過原子擴散,鐵素體晶格先逐漸改組為奧氏體晶格,然后通過滲碳體的連續不斷分解和鐵原子擴散而使奧氏體晶核不斷長大。碳在奧氏體中擴散的同時,在鐵素體中也進行著擴散。
      
      由于鐵素體與奧氏體相界面上的濃度差遠小于滲碳體與奧氏體相界的濃度差,因而鐵素體向奧氏體的轉變速度比滲碳體溶解的速度快得多。因此,珠光體中的鐵素體總是首先消失。當鐵素體全部轉變為奧氏體時,可以認為珠光體向奧氏體的轉變基本完成,但是仍有部分剩余滲碳體未溶解,此時奧氏體的平均碳含量低于共析成分,說明奧氏體化過程仍在繼續。
      
      剩余滲碳體的溶解
      
      鐵素體消失后,在繼續保溫或繼續加熱時,隨著碳在奧氏體中的繼續擴散,剩余滲碳體不斷向奧氏體中溶解。
      
      奧氏體成分均勻化
      
      中國鋼管信息港據媒體報道:當滲碳體剛剛全部溶入奧氏體后,奧氏體內碳含量仍是不均勻的,原來是滲碳體的地方碳含量較高,而原來是鐵素體的地方碳含量較低,只有經過長時間的保溫或繼續加熱,讓碳原子進行充分的擴散才能獲得成分均勻的奧氏體。
      
      一、材料的斷口(fractography)
      
      金屬材料在外力作用下,其斷口形貌與其表面的變形量有關,一般分為二大類:脆性斷裂和韌性斷裂。
      
      1.  脆性斷裂(brittle fracture)
      
      脆性斷裂的斷口表面在斷裂前幾乎沒有塑性變形,外觀上是齊平式形貌,微觀上是解理形態。
      
      宏觀形態
      
      解理形態
      
      2.  韌性斷裂(ductile fracture)
      
      韌性斷口表面有明顯的塑性變形,斷裂前有預兆,外觀上如杯錐形形貌,微觀上是韌窩形態。
      
      宏觀形態
      
      微觀韌窩形態
      
      3.   斷口分析
      
      斷口分析一般包括宏觀分析和微觀分析。
      
      (1)宏觀分析
      
      用肉眼、放大鏡或顯微鏡對斷口進行直接觀察,根據斷口的宏觀形貌,初步確定失效模式和斷裂起裂點位置,從而為深入分析和判明失效原因提供依據。
      
      (2)微觀分析
      
      中國鋼管信息港據媒體報道:采用各種表征分析儀器對斷口進行綜合分析,尤其采用掃描電鏡(SEM)和能譜分析儀(EDS),可以初步觀察斷口的微觀形態和材料組成,為后續分析指明方向,從而厘清失效機理,查明失效起因。
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