45#钢管断裂原因分析
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45钢的热处理45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C45 。
它的化学成分中含碳量是0.42~0.50%,Si含量为0.17~0.37%Mn含量0.50~0.80%Cr 含量<=0.25%。
推荐热处理温度:正火850,淬火840,回火600。
45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板、梢子、导柱等,但须热处理。
1、45号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。
实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。
2、45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
但表面硬度较低,不耐磨。
可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。
其表面含碳量0.8-1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。
经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58-62),芯部硬度低,耐冲击。
如果用45号钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。
现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。
0.35%从来没见过实例,只在教科书里有介绍。
可以采用调质+高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差。
GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火,达到的性能为屈服强度≥355MPaGB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa,屈服强度为355MPa,伸长率为16%,断面收缩率为40%,冲击功为39J一、轴类零件的功用、结构特点及技术要求轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。
平安福45种重大疾病简表
1、恶性肿瘤(常见的恶性肿瘤有:鼻咽癌、肺癌、食管癌、贲门癌、胃癌、原发性肝癌、大肠癌、乳腺癌、恶性淋巴瘤);
2、急性心肌梗塞
3、脑中风后遗症
4重要器官移植或造血干细胞移植术(肾脏移植、心脏移植、肺移植、肝移植、骨髓移植)
5、冠状动脉搭桥术
6、终末期肾病(尿毒症)
7、多个肢体缺失 8、急性或亚急性重症肝炎
9、良性脑肿瘤 10、慢性肝功能衰竭失代
11、脑炎后遗症 12、深度昏迷
13、双耳失聪 14、双目失明
15、瘫痪 16、心脏瓣膜手术
17、严重阿尔茨海默病(老年痴呆症)18、严重脑损伤
19、严重帕金森病 20、严重III度烧伤
21、严重原发性肺动脉高压 22、严重运动神经元病
23、语言能力丧失 24、重型再生障碍性贫血
25、主动脉手术 26、严重多发性硬化
27、严重I型糖尿病 28、严重原发性心肌病
29、恶性葡萄胎(女性) 30、系统性红斑狼疮(女性)
31、严重类风湿性关节炎 32、严重溃疡性结肠炎
33、植物人状态 34、终末期肺病
35、急性坏死性胰腺炎开腹手术 36、严重弥漫性系统性硬皮病
37、非阿尔茨海默病所致严重痴呆 38、象皮病
39、经输血导致的艾滋病病毒感染 40、严重感染性心内膜炎
41、严重肌营养不良症 42、胰腺移植
43、严重肾髓质囊性病 44、严重肝豆状核变性
45、严重自身免疫性肝炎。
45法则(杀手数独)
数独中每行、每列和每宫都只包含1-9九个数字,所以每行、每列和每宫中所有数字之和为1+2+3+4+5+6+7+8+9=45。
几个虚线框组成的整体与其所在行、列或宫如果只有少量单元格不重合,那么可以计算出几个虚线框内数字总和,再求出该总和于45的差值,那么这个差值就是不重合部分单元格内的数字之和。
杀手数独45法则:存在于一宫的三个虚线框比一宫只多出一个单元格C4,这三个虚线框内数字总和为15+20+15=50,所以C4=50-45=5。
同理,I9=24+12+14-45=5;单区的45法则还可以扩展为双区的90法则,如三宫和六宫内所示,F7=90-(25+24+18+20)=3。
见图所示:
45法则是做杀手题优先考虑的技巧,如果发现几个虚线框与某区只有一个单元格不重合,那么经过简单的计算就能确定该单元格的数字。
由于杀手数独开始基本没有已知数字,利用45法则在刚开始就能确定的数字就显得作用很大了。
在寻找45法则没有进展的情况下,试一试需找双区(90)甚至三区(135)的线索。
还要注意有是利用45法则不能得到一个确定的数字,只能得到一个几
个单元格组成的数组,不要忽视这些条件,有时就是这些分散的条件才是解题的关键线索。
45号钢与Q235区别一、45号钢的硬度常规是多少度?和Q235有什么区别?(1)主要区别如下:首先,用途不同,Q235是普通结构钢,属工程用钢,主要用作钢构件,如角钢、槽钢、工字钢、钢板等;45号钢是优质碳素结构钢,属机械用钢,主要用作机械零件,如轴类、齿轮、高强度螺栓等。
再者,钢号表示方法不同,Q235钢号表示的是钢的力学性能-强度(屈服强度不低235MPa);45号钢好表示钢的化学成分(钢的含碳量为0.45%左右)。
还有钢的性能也不同,Q235属于低碳钢,其塑性较高,但强度较低,适合于拉伸、压延加工,如制作型材、板材等;45号钢属于中碳钢,可进行淬火处理,其热处理后强度和硬度高,故适合于制作机械零件,用于要求受力大及耐磨性好的场合。
(2)45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C4545号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。
45#钢广泛用于机械制造,这种钢的机械性能很好。
但是这是一种中碳钢,淬火性能并不好,45号钢可以淬硬至HRC42~46。
所以如果需要表面硬度,又希望发挥45#钢优越的机械性能,常将45#钢表面渗碳淬火,这样就能得到需要的表面硬度。
1. 45钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。
实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。
2. 45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
但表面硬度较低,不耐磨。
可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。
其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。
经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐冲击。
45号钢和40Cr钢的区别和性能比较一、45号钢45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。
45号钢化学成分:含碳(C)量:0.42~0.50%, Si(硅)含量为:0.17~0.37%,Mn(锰)含量:0.50~0.80%, Cr(铬)含量:≤0.25%,S〔硫〕含量:≤0.035 % P〔磷〕:≤0.035%Ni(镍)含量:≤0.30%, Cu(铜)含量:≤0.25%。
45号钢密度7.85g/cm3, 弹性模量210GPa力学性能正火:850 ;淬火:840 ;回火:600 ;抗拉强度:不小于600Mpa ;屈服强度:不小于355Mpa ;伸长率:16% ;收缩率:40% ;冲击功:39J ;钢材交货状态硬度:不大于未热处理:229HBS ;退火钢:19 7HBS二、40Cr40Cr是我国GB的标准钢号,40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能,良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好,水淬时可淬透到Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好,当硬度为HB174~229时,相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
化学成分〔%〕:C:0.37~0.44, Si:0.17~0.37, Mn:0.50~0.80, Cr:0.80~1.10, Ni:≤0.30P:≤0.035, S:≤0.035, Cu:≤0.030力学性能试样毛坯尺寸(mm):25热处理:第一次淬火加热温度(℃):850;冷却剂:油第二次淬火加热温度(℃):-回火加热温度(℃):520;40CR圆材抗拉强度(σb/MPa):≥980屈服点(σs/MPa):≥785断后伸长率(δ5/%):≥9断面收缩率(ψ/%):≥45冲击吸收功(Aku2/J):≥47布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤207特性中碳调质钢,冷镦模具钢。
1强度强度指金属在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力1)抗拉强度ób 金属试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度ób=Pb/Fo式中Pb——试样拉断前的最大负荷(N)Fo——试样原横截面积(mm2)2)抗弯强度óbb MPa 试样在位于两支承中间的集中负荷作用下,使其折断时,折断截面所承受的最大正压力对圆试样:óbb=8PL/Лd³;对矩形试样:óbb=3PL/2bh²式中P——试样所受最大集中载荷(N)L——两支承点间的跨距(mm)d——圆试样截面之外径(mm)b——矩形截面试样之宽度(mm)h——矩形截面试样之高度(mm)3)抗压强度óbc MPa 材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力,称为抗压强度óbc=Pbc/Fo式中Pbc—试样所受最大集中载荷(N)Fo—试样原截面积(mm²)4)抗剪强度てMPa 试样剪断前,所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均剪应力双剪:óて=P/2F;单剪:óて=P/Fo式中P—剪切时的最大负荷(N)Fo—受检部位的原横截面积(mm²)5)抗扭强度MPa 指外力是扭转力的强度极限てb≈3Mb/4Wp(适用于钢材)てb≈Mb/Wp(适用于铸铁)式中Mb—扭转力矩(N•mm)Wp—扭转时试样截面的极断面系数(mm²)6)屈服点ós MPa 金属试样在拉伸过程中,负荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。
发生屈服现象时的应力,称为屈服点或屈服极限Ós=Ps/Fo式中Ps——屈服载荷(N)Fo——试样原横截面积(mm2)7)屈服强度ó0.2 MPa 对某些屈服现象不明显的金属材料,测定屈服点比较困难,常把产生O.2%永久变形的应力定为屈服点,称为屈服强度或条件屈服极限ó0.2=P0.2/Fo式中P0. 2——试样产生永久变形为0.2%时的载荷(N)Fo——试样原横截面积(mm2)8)持久强度ób/时间(h)MPa 金属材料在高温条件下。
45钢加工工艺45钢是GB中的叫法,也叫“油钢”,那么你想知道45钢加工工艺有哪些吗?以下是店铺为你整理推荐45钢加工工艺,希望你喜欢。
45钢加工热处理工艺调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。
如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。
为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。
调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。
通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。
小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。
工件调质处理的操作,必须严格按工艺文件执行,我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。
1、45钢的调质45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。
它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
2、45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操作中,一般是取上限的。
偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。
为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。
如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。
不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。
但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。
我们认为,如装炉量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长1/5。
3、因为45钢淬透性低,故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。
工件入水后,应该淬透,但不是冷透,如果工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这是因为当工件冷却到180℃左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。
因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷的方法。
由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中的工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。
45乘以45的简便算法在日常生活中,我们经常会遇到需要进行乘法运算的情况,比如说在购物时计算总价,或者是在做数学题目时需要进行乘法运算。
如果是小数相乘,我们可以使用计算器来解决,但是如果是整数相乘,我们应该如何进行快速而准确的计算呢?本文将介绍一种简便算法,帮助大家快速计算45乘以45。
首先,我们需要了解一些基本的数学知识。
我们知道,任何一个整数都可以表示为10的n次方的形式,其中n为自然数。
例如,45可以表示为4×10+5。
因此,我们可以将45乘以45表示为:45×45 = (4×10+5)×(4×10+5)根据乘法分配律,我们可以将上式展开为:45×45 = 4×10×4×10 + 4×10×5 + 5×4×10 + 5×5= 1600 + 200 + 200 + 25= 2025因此,45乘以45的结果为2025。
以上是传统的计算方法,需要进行多次乘法和加法运算,比较繁琐。
接下来,我们将介绍一种简便算法,可以帮助我们快速计算45乘以45。
首先,我们将45拆分为40和5,即45=40+5。
然后,我们将乘法运算转化为加法运算,即:45×45 = (40+5)×(40+5)= 40×40 + 2×40×5 + 5×5= 1600 + 400 + 25= 2025通过这种方法,我们只需要进行一次乘法和两次加法运算,就可以得到45乘以45的结果。
相比传统的计算方法,这种方法更加简便快捷。
这种简便算法的原理很简单,就是将一个数拆分为两个数的和,然后将乘法运算转化为加法运算。
这个方法不仅适用于45乘以45,对于其他整数的乘法运算也同样适用。
只需要将这个数拆分为两个数的和,然后进行加法运算即可。
除了这种方法,还有一些其他的简便算法可以帮助我们快速计算乘法。
45钢力学性能45钢是一种常见的工程结构用钢材,具有良好的力学性能。
本文将对45钢的力学性能进行详细介绍。
1. 强度和硬度:45钢具有高强度和硬度,是一种典型的中碳钢。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度和硬度。
45钢的屈服强度通常在600至900 MPa之间,抗拉强度在800至1000 MPa之间。
其硬度常在200至250 HB之间。
2. 延展性:延展性是指材料在受力作用下发生塑性变形的能力。
45钢具有较好的延展性,能够在一定程度下承受拉伸、压缩和弯曲等力学载荷。
这种延展性使得45钢在工程结构中应用广泛。
3. 韧性:韧性是指材料在受力作用下吸收能量的能力,即抵抗断裂的能力。
45钢具有较高的韧性,能够在强度和硬度的基础上保持一定的塑性。
这种特性使得45钢能够承受冲击载荷,延缓断裂的发生。
4. 抗疲劳性:抗疲劳性是指材料在反复载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力。
45钢具有较好的抗疲劳性,能够承受长时间循环加载而不断裂。
这使得45钢在高强度和高循环载荷环境下具有良好的耐久性。
5. 冷热加工性能:冷热加工性能是指材料在常温和高温条件下的加工性能。
45钢具有较好的冷热加工性能,可以通过钢锻、轧制、锻打等工艺进行塑性变形。
这种特性使得45钢在制造各种工程零部件时具有灵活性。
总结起来,45钢具有高强度、高硬度、良好的延展性、较高的韧性和抗疲劳性,以及良好的冷热加工性能。
这些力学性能使得45钢成为广泛应用于各个领域的重要结构材料。
在工程实践中,设计师和工程师们可以根据具体的需求和使用环境选择45钢,利用其优良的力学性能来满足工程要求。
除了力学性能外,45钢还具有一定的耐腐蚀性能和可焊性,这些都可以进一步提升其应用范围。
需要注意的是,在使用45钢时应控制好加工工艺和热处理过程,以确保其力学性能的稳定性和可靠性。
45#钢管断裂原因分析目录1.引言 (1)1.1 45#钢简介 (1)1.1.1 物理参数 (1)1.1.2 化学成分 (1)1.1.4 钢的热处理简介 (1)1.1.5 热处理后力学性能标准 (3)1.2 钢管主要生产工艺 (3)1.3材料的断裂失效 (4)1.3.1 断裂简介 (4)1.3.2 断裂的类型及断口特征 (4)1.3.3 韧性断裂与脆性断裂 (4)1.3.4穿晶(晶界)断裂与沿晶断裂 (5)1.3.5剪切断裂和解理断裂 (5)2 .实验内容 (7)2.1试验样品及仪器 (7)2.1.1试验样品 (7)2.1.2试剂及药品 (7)2.1.3 实验仪器 (8)2.2 实验过程 (8)2.2.1 金相及硬度检测 (8)2.2.1.1金相试样的线切割制备 (8)2.2.1.2金相试样的粗磨及抛光 (9)2.2.1.3腐蚀 (9)2.2.1.4金相检测 (9)2.2.1.5硬度检测 (9)2.2.2 断裂试样的扫描检测 (10)2.2.2.1断面预处理 (10)2.2.2.2试样断口扫描 (10)3实验结果分析与讨论 (11)3.1断口形貌分析 (11)3.2金相组织分析 (12)3.3硬度分析 (13)结论 (15)参考文献 .................................................................... 错误!未定义书签。
45#钢管断裂原因分析1.引言1.1 45#钢简介45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN 称为:C45 。
国内常叫45号钢,也有叫“油钢”。
一般,市场现货热轧居多。
冷轧规格1.0至4.0mm之间1.1.1 物理参数1.1.2 化学成分除Fe之外,其他元素及含量如下1.1.4 钢的热处理简介45#钢为优质碳素结构钢,含C量为0.45%,属中碳钢,其优点是硬度不高但易于切削加工,缺点是淬火性能不好,所以如果需要表面硬度较高,又希望发挥45#刚优越的机械性能,常将45#钢作调质(先850℃正火,再840℃淬火加600℃回火处理)加表面淬火(加热温度视情况而定,约860℃左右进行淬火)处理,而不是渗碳加淬火,这样虽然前者获得的表面耐磨性比后者稍低,但保证了其芯部耐冲击的性能。
加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃,保温一段时间后,却速度稍快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所提高。
另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
对于形状复杂的重要锻件,在正火后还需进行高温回火(550-650℃)高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力,提高韧性和塑性。
钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。
常用的整体热处理有退火,正火、淬火和回火;表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。
正火是将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。
大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。
一般合金钢坯料常采用退火,若用正火,由于冷却速度较快,使其正火后硬度较高,不利于切削加工。
45#钢为优质碳素结构钢,含C量为0.45%,属中碳钢,其优点是硬度不高但易于切削加工,缺点是淬火性能不好,所以如果需要表面硬度较高,又希望发挥45#刚优越的机械性能,常将45#钢作调质(先850℃正火,再840℃淬火加600℃回火处理)加表面淬火(加热温度视情况而定,约860℃左右进行淬火)处理,而不是渗碳加淬火,这样虽然前者获得的表面耐磨性比后者稍低,但保证了其芯部耐冲击的性能1.1.5 热处理后力学性能标准1.2 钢管主要生产工艺无缝钢管的生产方法,大致分为斜轧法(孟内斯曼法)和挤压法。
斜轧法(孟内斯曼法)是先用斜轧辊将管坏穿孔,然后用轧机将其延伸。
这种方法生产速度快,但对管坯的可加工性要求较高,主要适用于生产碳素钢和低合金钢管。
挤压法则是用穿孔机将管坯或钢锭穿孔,再用挤压机挤压成钢管,这种方法比斜轧法效率低,适用于生产高强度合金钢管。
斜轧法和挤压法都必须先将管坯或钢锭加热,生产的钢管称为热轧管。
用热加工法生产的钢管有时候可根据需要再进行冷加工。
冷加工有两种方法:一种是冷拔法,就是将钢管通过拔管模拉拔,使钢管逐渐变细、伸长;另一种方法是冷轧法,它是将孟内斯曼兄弟发明的热轧机应用于冷加工中的方法。
无缝钢管的冷加工,可以进步钢管的尺寸精度和加工光洁度,改善材质的机械性能等。
无缝化钢管(热轧钢管)的生产工艺钢管的无缝化主要是通过张力减径来完成的,张力减径过程是空心母材不带芯棒的连续轧制过程。
在保证母管焊接质量的条件下,焊管张力减径工艺是将焊管整体加热到950摄氏度以上,再经张力减径机(张力减径机共有24道次)轧制成各种外径与壁厚的成品管,采用此工艺所生产的热轧钢管与普通的高频焊管有本质的区别通过加热炉加热后其焊缝与母体的金相组织和机械性能可以达到完全一致此外,通过多道次的张力减径机轧制和自动控制使得钢管的尺寸精度(尤其是管体圆度和壁厚精度)优于同类无缝管。
世界发达国家生产的流体管,锅炉管中已大量采用焊管无缝化工艺,随着社会的发展,国内热轧焊管逐步代替无缝管的局面已经形成1.3材料的断裂失效1.3.1 断裂简介固体材料在力的作用下分成若干部分的现象称为断裂。
材料的断裂是力对材料作用的最终结果,它意味着材料的彻底失效。
研究材料断裂的宏观与微观特征、断裂机理、断裂的力学条件,以及影响材料断裂的各种因素不仅具有重要的科学意义,而且也有很大的使用价值。
1.3.2 断裂的类型及断口特征材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与拓展两个阶段。
由于材料品类的不同,及引起断裂的条件各异,材料断裂的机理与特征也并不相同,若按照断裂前与断裂过程中材料的宏观塑性变形的程度,可以把断裂分为脆性断裂与韧性断裂;按照晶体材料断裂和裂纹拓展的途径,分为穿晶断裂和沿晶断裂;按照微观断裂机理,分为解理断裂和剪切断裂;按照作用力的性质还可分为正断和切断等。
材料的断裂表面成为断口,用肉眼、放大镜或电子显微镜等手段对材料断口进行宏观及微观的观察分析,以了解材料发生断裂的原因、条件、断裂机理以及与断裂有关的各种信息的方法,称为断口分析法。
1.3.3 韧性断裂与脆性断裂韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。
韧性断裂时一般裂纹拓展过程较慢,而且要消耗大量塑性变形能。
断口用肉眼或放大镜观察时,往往呈暗灰色,纤维状。
纤维状是塑性变形过程中,众多微细裂纹的不断拓展和相互连接造成的,而暗灰色则是纤维断口表面对光的反射能力很弱所致。
其形貌如图1。
脆性断裂是材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形,表现为快速断裂过程。
其断口一般与正应力垂直,宏观上比较齐平光亮,常呈放射状或结晶状。
其形貌如图2。
图1 图2图3 图41.3.4穿晶(晶界)断裂与沿晶断裂对于晶体材料,发生断裂时裂纹拓展的路径分为穿晶和沿晶多数为脆性断裂。
1.3.5剪切断裂和解理断裂剪切断裂与解理断裂是两种不同的微观断裂方式,是材料断裂的两种重要微观机理。
剪切断裂。
剪切断裂是材料在切应力作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。
某些纯金属尤其是单晶体金属可产生纯剪切断裂,其断口呈锋利的楔形;大单晶体的纯剪切断口上,用肉眼就可观察到很多直线状的滑移痕迹。
对于多晶体,由于晶粒间的相互约束,位错沿着相互交叉的滑移面移动,从而在微观断口上呈现出“蛇形滑动”花样。
随变形度的加剧,蛇形滑动花样平滑化,形成“涟波”花样,变形再继续增加,涟波花样进一步平滑化,而在断口上留下无特征的平坦面,称为“延伸区”。
剪切断裂的另一种形式为微孔聚集型断裂。
其断口在宏观上常呈现暗灰色、纤维状,微观断口特征花样则是端口分布大量“韧窝”。
微孔聚集断裂过程包括微孔形核、长大、聚合直至断裂。
一般来说,其实微孔的尺寸主要取决于杂质物或第二项质点的大小和他们间的距离,以及金属材料本身塑性的好坏。
若塑形相同,质点间距减小,则韧窝尺寸和深度都减小。
在相同质点间距下,塑性好的材料韧窝深。
在三向应力作用下,韧窝呈等轴状,而在切应力作用下,常呈椭圆形或抛物线形。
韧窝形貌见图3。
解理断裂。
在正应力作用下,由于原子间结合力破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂称为解理断裂。
实际解理断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的。
这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
解理裂纹的拓展往往是沿着晶面指数相同的一族相互平行,但位于“不同高度”的晶面进行的。
不同高度的解理面之间存在台阶,众多台阶的汇合便形成河流花样。
解理台阶、河流花样和舌状花样是解理断口的基本微观特征。
如图4.2 .实验内容分析钢管断裂的原因,首先要通过观察断裂面的微观形貌特征来判定断裂的种类,再从钢管组织入手,观察组织形貌,即45#钢中铁素体及渗碳体组织多少及分布,找到断裂原因。
再辅以硬度检测,以证明断裂分析结论的准确性。
2.1试验样品及仪器2.1.1试验样品45#钢管断裂试样2.1.2试剂及药品实验所用的试剂原料如下表所示。
表2.1实验中使用的试剂Table 2.1 The reagent used in experiment2.1.3 实验仪器表2.2 实验中使用的仪器设备仪器名称厂家DK7725电火花线切割机苏州普光机电有限公司电火花线切割机控制机苏州普光机电有限公司JSM-6380LV扫描电子显微镜日本电子PG-1金相试样抛光机上海金相机械设备有限公司MDJ系列金相显微镜重庆奥特光学仪器有限责任公司Axio Scope A1 pol 偏光显微镜北京普瑞塞斯仪器有限公司MHV2000型数显显微硬度计上海材料试验机厂KQ2200B型超声波清洗器昆山市超声仪器有限公司2.2 实验过程2.2.1 金相及硬度检测2.2.1.1金相试样的线切割制备先将断裂钢管加持在DK7725电火花线切割机上,再输入操作程序,紧丝,对边并定中心,然后运行线切割机,得到粗加工的待测试样。
如图图52.2.1.2金相试样的粗磨及抛光将切割好的试样,选取垂直于钢管断裂面的一侧表面依次用800目、1200目、2000目的砂纸打磨,至表面光滑,再在PG-1金相试样抛光机上抛光,至表面光亮若镜面,在偏光显微镜下观察,没有划痕。
图7为所制样品。
图7 图82.2.1.3腐蚀取无水乙醇5ml,浓硝酸95毫升,混合,至均匀,配制体积分数为5%硝酸酒精溶液。