一種高強(qiáng)鋼在不同溫度下的斷裂行為研究.pdf

1、本文通過對(duì)貝氏體高強(qiáng)鋼進(jìn)行了不同溫度下的拉伸、純剪切、三點(diǎn)彎曲、四點(diǎn)彎曲及原位拉伸實(shí)驗(yàn)，從而對(duì)貝氏體高強(qiáng)鋼在不同溫度下的斷裂機(jī)理進(jìn)行了初步的研究。得到的主要結(jié)論如下： (1)觀察了拉伸試樣斷裂過程，分析了斷裂機(jī)理，相同溫度下沿不同方向的拉伸力學(xué)性能非常接近，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及真實(shí)斷裂強(qiáng)度隨溫度的降低都逐漸增大；-196℃下的T試樣中，裂紋首先從頸縮中心區(qū)域由原奧氏體晶粒邊界組成的一個(gè)脆性層上開裂，沿著拉伸方向快速擴(kuò)展到頸縮快結(jié)束的區(qū)域

2、，然后改變裂紋的擴(kuò)展方向發(fā)展成為兩個(gè)相反方向的橫向裂紋斷裂，最終形成“Z”字形斷口； -30℃～20℃范圍的T試樣及-196℃～20℃范圍的CZT試樣，斷裂面都是典型的拉伸斷裂形態(tài)，由纖維區(qū)、放射區(qū)及剪切唇三個(gè)區(qū)組成； -150℃～-60℃范圍的T試樣首先在頸縮中心部位產(chǎn)生縱向裂紋幾乎同時(shí)橫向開裂，形成纖維起裂區(qū)，再在頸縮變形和橫向裂紋產(chǎn)生的剪應(yīng)力作用下向兩側(cè)形成兩個(gè)剪切裂紋。 (2)這種鋼表現(xiàn)出優(yōu)越的斷裂韌性，轉(zhuǎn)變溫度大約為-150℃

3、。低溫下(-150℃)，COD宏觀試驗(yàn)和微觀形態(tài)上都表現(xiàn)出典型的POP-IN裂紋擴(kuò)展特征，這取決于解理裂紋起裂前彈性能積累不足以及這種鋼裂紋擴(kuò)展需要克服較大的阻力。裂紋擴(kuò)展的高阻力取決于三個(gè)障礙：原奧氏體晶粒邊界、貝氏體團(tuán)邊界以及貝氏體片之間； (3)隨著溫度升高，斷裂機(jī)理主要由纖維開裂所控制，表現(xiàn)出大量韌窩斷裂面及一些單個(gè)的準(zhǔn)解理面。在-100℃及以上溫度時(shí)，此材料的缺口彎曲斷裂形態(tài)為韌性斷裂；在-196℃時(shí)，為脆性準(zhǔn)解理斷裂。相對(duì)于