一種高強鋼在不同溫度下的斷裂行為研究.pdf

1、本文通過對貝氏體高強鋼進行了不同溫度下的拉伸、純剪切、三點彎曲、四點彎曲及原位拉伸實驗，從而對貝氏體高強鋼在不同溫度下的斷裂機理進行了初步的研究。得到的主要結論如下： (1)觀察了拉伸試樣斷裂過程，分析了斷裂機理，相同溫度下沿不同方向的拉伸力學性能非常接近，屈服強度、抗拉強度及真實斷裂強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脆性層上開裂，沿著拉伸方向快速擴展到頸縮快結束的區(qū)域

2、，然后改變裂紋的擴展方向發(fā)展成為兩個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)生的剪應力作用下向兩側形成兩個剪切裂紋。 (2)這種鋼表現(xiàn)出優(yōu)越的斷裂韌性，轉變溫度大約為-150℃

3、。低溫下(-150℃)，COD宏觀試驗和微觀形態(tài)上都表現(xiàn)出典型的POP-IN裂紋擴展特征，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展需要克服較大的阻力。裂紋擴展的高阻力取決于三個障礙：原奧氏體晶粒邊界、貝氏體團邊界以及貝氏體片之間； (3)隨著溫度升高，斷裂機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的準解理面。在-100℃及以上溫度時，此材料的缺口彎曲斷裂形態(tài)為韌性斷裂；在-196℃時，為脆性準解理斷裂。相對于