合金钢夹杂物成分、数量、形状和数量计量光学显微镜

合金钢夹杂物成分、数量、形状和数量计量光学显微镜

置换溶质对铁韧性的影响

  人们对用经济的办法增加体心立方铁基合金对脆性解理断裂
的抗力是有强烈兴趣的。虽然靠象在淬火和回火合金钢中用的那
种控制复杂显微结构的办法可以使抗力得到很大的提高，但事实
上在低温不容许有脆性解理断裂时，还必须用象奥氏体不锈钢或
铝合金等面心立方合金。趋干脆性解理断裂是体心立方金属的一
个固有特点，它可借助合金化用若干种置换溶质来加以改善。
通过改变由吸附现象造成的脆性

可能加以控制的冶金因素为：
  1．奥氏体和铁素体晶粒度
  2．铁素体中的固溶元素
  3．位错的密度和分布
  4．第二相及它们的成分、数量、形状和数量密度
  5．有限溶解度夹杂物的偏聚

  首先让我们考虑延性断裂。正上所述，延性断裂是通过空穴
的形成、成长和聚合而发生的。在钢中，这类空穴源是氧化物、
硫化物、氮化物和碳化物粒子。因此，为了提高在延性范围内的
韧性，必需尽最大可能排除这些粒子。此外，另一个因素就是基
体本身的韧性。在任何一种夹杂物含量不变的情况下，廷性断裂
区的韧性大致上与屈服强度成反比。随着基体强度的提高，空穴
成长的抗力就变小，在成长空穴周围的塑性变形中消耗的能量较
少。同时，由于在较低的应力集中位置达到了空穴形成的临界应
力，提高了空穴起源位置的密度。任何提高钢纯度的方法都可改
善延性范围内的韧性。空穴在晶粒角隅处形核，使这一改善受到
限制。

在拉伸试验中，这一机制导致了人们熟悉的“杯状和锥形’’
断口。由空穴聚合形成的中心“裂纹”使其尖端的变形以与垂直于
拉伸轴平面约60。左右的角度集中到高剪切应变带中。空穴层就
在这些应变带内形核，空穴在这些层内成长和聚集。由这样的空
穴一层形成的裂纹以锯齿形的方式扩展，直到达到表面并完全断
裂。
  空穴在预先存在的缺陷或粒子处形成，但并没有迹象表明它
们可能通过位错形成。已经看到空穴在小到5nm的粒子处形核。
空穴的产生导致断口上的“韧窝”．常常可以借助于扫描电子显
微镜在每个韧窝的中心看到一个粒子。在很纯的高强度钢中，空
穴可以产生在晶粒的角隅。

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