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1、北京銅鐵學(xué)院學(xué)報(bào)年第期鐵鉻鋁合金裂紋的形成匕京鋼鐵學(xué)院杜國(guó)維蔡家敏北京鋼絲廠袁德生楊亞生摘要,。應(yīng)用聲發(fā)射及電鏡技術(shù)研究了鐵銘鋁合金在生產(chǎn)中裂紋的形成條件沿拉拔方向?qū)е铝鸭y的形成其主要原因是氫致滯后破壞,試驗(yàn)表明碳化物在晶界附近析出可降低合金,,,。的塑性此外合金的脆性轉(zhuǎn)變沮度較高熱應(yīng)力也可以產(chǎn)生微裂紋、一前言,,鐵鉻鋁高電阻電熱合金在其冷加工成材的生產(chǎn)過(guò)程中常出現(xiàn)沿拉拔方向的縱向裂,,。紋它降低了合金的成材率是一個(gè)長(zhǎng)期未能解決的問(wèn)題合金的裂紋的深度一般隨線材,,。直徑大小而不同在彎曲或扭力的作用下裂紋擴(kuò)展可
2、造成沿線材的縱向斷裂二‘〕產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可能是多方面的歷史上月曾強(qiáng)調(diào)合金中碳含量,,。。〔二偏高由于碳化物的影響而使合金變脆其后等也曾指出合金中非金屬,,,、夾雜物的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致合金塑性下降也可能來(lái)自其它方面原因例如氫脆合金。中殘余應(yīng)力等、杜國(guó)維柯俊等工作二」表明鐵鉻鋁合金對(duì)氫脆是極為敏感的,當(dāng)合金中平均氫含,,以量大于時(shí)合金的塑性隨氫含量的增加而急劇下降當(dāng)合金中氫含量達(dá)上,,,,,時(shí)合金處于脆性狀態(tài)這表現(xiàn)在室溫下拉伸時(shí)合金呈準(zhǔn)解理斷裂拉伸斷口齊平在,,掃描電鏡下觀
3、察合金斷口可看到大量的二次裂紋隨著氫含量下降合金塑性提高的同,。時(shí)斷口由準(zhǔn)解理向韌窩型過(guò)渡,,為了探討合金在成材過(guò)程中導(dǎo)致裂紋形成的因素試驗(yàn)研究了合金中碳化物結(jié)構(gòu)類、,,型形態(tài)以及它對(duì)合金力學(xué)性能的影響應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)接收合金在裂紋形成時(shí)所釋放,,,的能量研究合金中由于應(yīng)力及微量氫的存在導(dǎo)致裂紋形成的條件在此基礎(chǔ)上對(duì)裂紋,的形貌在掃描電鏡下進(jìn)行研究依據(jù)在生產(chǎn)中酸洗時(shí)合金可以吸氫以及在相應(yīng)條件下合金,,表層中氫含量測(cè)定考慮合金的低溫脆性以及在冷拔狀態(tài)下的殘余應(yīng)力本文將對(duì)合金中。裂紋形成的主要原因進(jìn)行討論二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程從生,,。產(chǎn)中選取
4、試驗(yàn)用稀土鐵鉻鋁合金其化學(xué)成份如表為研究碳化物析出對(duì)合,,通金力學(xué)性能的影響將號(hào)合金退火并冷拔成中毫米的線材過(guò)高溫淬火及回火處理制,,,備成光滑拉伸試樣按線材測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)為制備觀察碳化物形態(tài)的金屬薄膜,,,選取厚度不大于毫米同一成份的合金薄片隨同拉伸試樣一同熱處理后進(jìn)行減薄電表試驗(yàn)用合金的成份習(xí)序號(hào)贏些。。。。。。。。小毫米盤條’。。。。。。。。小毫米盤條,解拋
5、光減薄規(guī)范拋光液為丁氧基乙醇與高氯酸的混合液工作溫度為一,,。工作電壓為伏電流為安培,金屬薄膜在型透射式電子顯微鏡。上進(jìn)行研究,。在聲發(fā)射監(jiān)測(cè)下對(duì)合金中裂紋形成過(guò)程進(jìn)行研究聲發(fā)射的產(chǎn)生是由于合金中內(nèi)在,,以的缺陷或潛在的缺陷周圍所儲(chǔ)存的部份應(yīng)變能在一定條件下例如外力的觸發(fā)下,這,彈性波方式釋放的一種能量種能量通常以脈沖方式釋放出來(lái)對(duì)斷裂過(guò)程中裂紋的形,,。,成與擴(kuò)展所接受到的往往是一高幅度的突發(fā)式信號(hào)〔〕實(shí)驗(yàn)中采用一型,,,單通道聲發(fā)射測(cè)定儀通過(guò)換能器振鈴記數(shù)給
6、出每次事講的振鈴數(shù)把上述信息送至,。一一函數(shù)記錄儀中記錄下來(lái)作為實(shí)驗(yàn)中判別裂紋形成的依據(jù),試驗(yàn)首先觀察了小毫米含氫盤條號(hào)合金在一型拉伸機(jī)上加載形變,。,中由于裂紋形成所引起的聲發(fā)射同時(shí)將同一盤條的合金退火后冷拔至不同直徑的線,,,材在合金中造成不同大小的殘余應(yīng)力研究合金在酸性介質(zhì)中開裂行為試驗(yàn)中使用的氯化鈉的水溶液。介質(zhì)為硫酸加,,,考慮合金的低溫脆性以及合金中熱應(yīng)力大小是否會(huì)導(dǎo)致裂紋的形成唯此將小毫,。米試樣反復(fù)從室溫激冷至干冰中一通過(guò)聲發(fā)射研究合金中微裂紋的形成,
7、,試驗(yàn)中進(jìn)行充氫試驗(yàn)陰極充氫在水溶液中進(jìn)行在每升電解液中加入。。一定氫儀中進(jìn)行毫克的作為毒化劑所有試樣定氫均在一,在掃描電鏡上對(duì)拉伸斷口及裂紋形態(tài)進(jìn)行觀察所得圖片均按實(shí)際放大倍數(shù)縮。小倍下攝照三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。碳化物析出對(duì)合金力學(xué)性能的影響,,,對(duì)小毫米的鐵鉻鋁合金首加加熱至在水溶液中淬火然后將試樣“,,隨爐升溫到。。保溫小時(shí)對(duì)合金進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)效處理經(jīng)拉伸試驗(yàn)合金的力學(xué)性。,,能如表所示從表中可以看到時(shí)效后的合金其塑性下降對(duì)比淬火態(tài)延伸率下降約,,,〔二
8、斷面收縮率下降約而抗張強(qiáng)度則影響甚微這與文獻(xiàn)的結(jié)果是相似的,。上述兩種狀態(tài)下的斷口全為韌窩型塑性斷口圖,可,給出鐵鉻鋁合金在淬火態(tài)晶界附近圖象以看到經(jīng)固溶處理后晶界比較單一。。在晶界及晶內(nèi)都未觀察到任何第二相析出圖給出合金經(jīng)淬火及時(shí)
