45号钢拉伸断口形貌分析

1、2002年第3期物理测试1745号钢拉伸断口形貌分析彭伟康青云(涟源钢铁有限公司技术中心娄底417009)摘 要 用H- 800型透射电子显微镜观察45号钢0值不合格的拉伸试样，并对断口中亮斑、亮点区域分 别进行了宏观和敬观观察。试验结果表明：断口的亮斑、亮点区域是准解理的脆性断裂，是钢中氢含童过髙所 致，断口的纤维区是正常的韧性断裂，韧窝内有颗粒硫化物。关键词45号钢，拉伸试样，断口，分析.二The Tensile Sampie Fracture of 45 Steel StudiedFeng Wei Kang Qingyun(The tmhnnkigy center of Lian Yua

2、n iron & steel Co丄td.Loudi 417009)Abstract This text has studied the tensile sample of 45 steel 屮 value on the low side and to the bright spot in th fracture with H - 800 transmission electron microscope. Light spot area and fibre area carry on macroscopic and microscopic watch result of the tes

3、t ruptures to be in steel hydrogen content too high to send to. The fibre district of the fracture is the nonnai toughness to rupture. There are forms sulphide of small and roundish thing in the tough ness.Key words 45 steel, tensile sample, fracture, study1引言45号钢是优质碳素钢，要求钢材有较好的综合力学性能，涟钢在生产检验45号钢中曾发

4、 现个别炉号的断面收缩率达不到标准要求，其拉伸试样的断口上出现异常的亮斑亮点。本工作 试图对45号钢的拉伸断口进行观察分析,揭示其亮斑亮点区的机理。2 实验方法2.1试样取材试样取用自50 mm热轧一火成材大头部位，断口试样取自生产检验中0值不合格的试 样,其化学成分和力学性能如表lo表1试样的化学成分与力学性能试样号化学成分/%力学性能CSiMnPSas/MPa8/%3015 - 10.430.260.600.0200.01543070118.433.73015 - 20.430.260.600.0200.01540771618.033.73021 - 10.420.270.630.0210

5、.01747074017.431.23021 -20.420.270.630.0210.01744272021.231.2稿件收到日期：01-11-12 鱼 忆男，36岁，工程师2.2 断口的电镜试样制备方法断口试样制备方法采用二次复型：其过程是制膜一复型一真空镀膜机喷碳一取出剪成2 mnix2mm方块一放入丙酮溶液一放入水加丙酮展开一捞上支持网一电镜观察。3 实验结果3J 低倍观察结果肉眼或用三倍的放大镜观察，发现整个断口是不规则的，有明显凹凸不平儿何形状； 亮斑亮点区周围的金属以亮斑为中心向外呈放射状；岀现亮斑的部位不在试样断口的中心 区，而是靠近断口的边缘区;亮斑亮点呈白色和灰色(图Do

6、图1 低倍组织图2拉伸试样断口(a) 3021 - 1纤维区:韧窝加顆粒硫化物;(b) 3015 - 1纤维区：韧窝加颗粒欣化物；(c) 3021 - 2亮規区：混合断口；氢腕加颗粒fift比物；(d) 3015 - 2売班区：氢腕断LI沿晶界脆®T;边缘有小撕裂於3.2 电镜观察结果断口纤维区都是韧性断口 如图2(a)、(b);亮斑亮点区为准解理的脆性断裂，如图2(c).8.19物理测试2002年第3期(d)o4 实验结果分析由表1可见,试样的化学成分合格，但"值不合格，而且不同断口的亮斑亮点氢脆形貌也 不完全相同，如图2(c)、(d)。3012-K3015-1.图2(a

7、)、(b)纤维区，韧窝断口，其中图2(匕)韧窝较深、是疋常的韧性断 裂。从图2分析:亮斑亮点本质相同，只是脆性断裂的影貌杰纹有祖有细，亮斑部分为晶界脆 性断裂，条纹显得细小，亮点部分全为晶界断裂，条纹显狷粗大.45号钢拉伸断口出现的髡斑亮点,盪宏观和微戏的分析2与应力腐蚀断口形貌不一样, 应力腐蚀宏观形貌占疲劳断口颇为屈似，其断面上可见到体育馆产物及氧化物现象，微观特 征:腐蚀坑,庸烛朮物及泥状花样等，而45号钢拉伸断口出现亮斑亮点均未发现体育馆形貌。 改变热处理方法，降低钢中的氢含量，对提高大规格45号钢材的0值有良好的效果。通过不同的实验手段，从理论上分析，笔者认为:试样在拉伸过程中，试样

8、大就变形，并 有加工硬化。而在产生亮斑亮点的地方受力更为复杂，在亮斑亮点附近的金属，受到来自试样 表层金属的收缩压力，使这部分金属受拉力；同时还受到试样心部金屈的作用而受压应力；再 加上轴向拉应力。在三向应力的作用下，加速了氢的聚集和微隙的靠拢。氢的富集又增加了 内应力。这些多元应力的叠加，超过了钢的强度，引起亮点附近的金属早期断裂。这种现象表现 在试样缩颈时间较須性断口缩颈时间短得多。取样050 mm45号钢材的拉力试样毛坯恰好 取存钢材中心部位，这个部位的钢水最后凝固其疏松等缺陷比其他部位严重，给氢聚集握供了 条件。综上所述,拉伸断口岀现亮斑亮点准解理脆性断裂是氢脆引起的。5结论050 mm 45号钢材拉伸断口出现亮斑亮点，是由于钢中氢含量过高，引起准解理的脆性断 裂是氢脆断口C为了降低钢中氢含量，冶炼时应注意原材料的烘烤。氧化期去气(H2)做到高温激烈沸腾， 保证一定的脱