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冷軋精密光亮鋼管的冷脆性(或低溫脆化傾向)用韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度Tc表示。高純鐵(0.01%C)的Tc在一100C,低于此溫度則完全處于脆化狀態(tài)。冷軋精密光亮鋼管中大多數(shù)合金元素都升高冷軋精密光亮鋼管的韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度,增加冷脆傾向。在室溫以上韌性斷裂時(shí),冷軋精密光亮鋼管的斷口為韌窩型斷口,而在低溫下脆性斷裂時(shí)為解理斷口。冷軋精密光亮鋼管的低溫脆化的原因是:(1)形變時(shí)位錯(cuò)源產(chǎn)生的位錯(cuò)被障礙物(如晶界、第二相等)阻塞時(shí),局部應(yīng)力超過(guò)冷軋精密光亮鋼管的理論強(qiáng)度而產(chǎn)生微裂紋。(2)幾個(gè)塞積的位錯(cuò)在晶界合成一個(gè)微裂紋。(3)兩個(gè){110)滑移帶相交處反應(yīng),引起不動(dòng)位錯(cuò)%26lt;010%26gt;,呈楔形微裂紋,它可沿{100}解理面裂開(kāi)(見(jiàn)圖1b)。增加冷軋精密光亮鋼管冷脆的因素有:(1)固溶強(qiáng)化元素。磷升高韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度強(qiáng)烈;還有鉬、鈦和釩;含量低時(shí)影響不大而含量高時(shí)升高韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度的元素有,硅、鉻和銅;降低韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度的有鎳,先降低后升高韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度的有錳。(2)形成第二相的元素。以第二相增加冷軋精密光亮鋼管冷脆重要的元素為碳,隨冷軋精密光亮鋼管中碳含量增加,冷軋精密光亮鋼管中珠光體含量增加,平均每增加1%珠光體體積,韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度平均升高2.2℃。圖2為鐵素體一珠光體鋼中碳含量對(duì)脆性的影響。加入鈦、鈮和釩等微合金化元素,形成彌散分布的氮化物或碳氮化物,引起冷軋精密光亮鋼管的韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度上升。(3)晶粒尺寸影響韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度,隨晶粒粗化,韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度升高。細(xì)化晶粒則降低冷軋精密光亮鋼管的冷脆傾向,這是廣為應(yīng)用的方法。
根據(jù)精密管產(chǎn)生脆性的回火溫度范圍,可分為低溫回火脆性和高溫回火脆性。精密管低溫回火脆性 合金鋼淬火得到馬氏體組織后,在250~400℃溫度范圍回火使鋼脆化,其韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度明顯升高。已脆化的精密管不能再用低溫回火加熱的方法,故又稱(chēng)為%26ldquo;不可逆回火脆性%26rdquo;。它主要發(fā)生在合金結(jié)構(gòu)鋼和低合金超高強(qiáng)度精密管等鋼種。已脆化精密管的斷口是沿晶斷口或是沿晶和準(zhǔn)解理混合斷口。產(chǎn)生低溫回火脆性的原因,普遍認(rèn)為:(1)與滲碳體在低溫回火時(shí)以薄片狀在原奧氏體晶界析出,造成晶界脆化密切相關(guān)。(2)雜質(zhì)元素磷等在原奧氏體晶界偏聚也是造成低溫回火脆性原因之一。含磷低于0.005%的高純精密管并不產(chǎn)生低溫回火脆性。磷在火加熱時(shí)發(fā)生奧氏體晶界偏聚,淬火后保留下來(lái)。磷在原奧氏體晶界偏聚和滲碳體回火時(shí)在原奧氏體晶界析出,這兩個(gè)因素造成沿晶脆斷,促成了低溫回火脆性的發(fā)生。
精密管中合金元素對(duì)低溫回火脆性產(chǎn)生較大的影響。鉻和錳促進(jìn)雜質(zhì)元素磷等在奧氏體晶界偏聚,從而促進(jìn)低溫回火脆性,鎢和釩基本上沒(méi)有影響,鉬降低低溫回火精密管的韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度,但尚不足以抑制低溫回火脆性。硅能推遲回火時(shí)滲碳體析出,提高其生成溫度,故可提高精密管低溫回火脆性發(fā)生的溫度。
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