Al含量對E級鋼性能的影響和斷裂機(jī)理分析.pdf

1、本文通過金相組織觀察、力學(xué)性能測試來研究Al含量對E級鋼組織和力學(xué)性能的影響，通過掃描電鏡、透射電鏡等設(shè)備對形貌和第二相分析，研究高Al含量E級鋼中Al元素對斷口形態(tài)和基體組織形貌的影響以及引起斷裂的機(jī)理。
　　Al含量低于0.04％時(shí)，由于Al的脫氧效果和少量Al元素對鋼的晶粒細(xì)化作用，E級鋼強(qiáng)度增加，低溫沖擊性能提高；當(dāng)Al含量高于0.04%時(shí)，Al含量的變化對E級鋼強(qiáng)度影響不大。伸長率、斷面收縮率均表現(xiàn)為隨著Al含量的增加整

2、體呈先升高后下降的趨勢。
　　當(dāng)Al元素含量超過0.09%時(shí)，宏觀斷口開始出現(xiàn)平滑面，沖擊功隨Al含量的增加快速下降，不滿足E級鋼性能要求，過高的Al含量使組織不均勻性增加。斷裂韌度值隨Al含量的增加逐漸減小，高Al含量的作用使E級鋼對裂紋更加敏感，抵抗裂紋擴(kuò)展能力逐漸減弱。隨著Al含量的增加，微觀斷口呈現(xiàn)韌性斷裂特征向脆性斷裂特征轉(zhuǎn)變，Al含量較低時(shí)斷口可見大量韌窩，當(dāng)Al含量達(dá)到0.09%時(shí)斷口韌窩明顯減少，當(dāng)Al含量達(dá)到0.

3、13%時(shí)開始出現(xiàn)塑性和脆性的混合斷口，隨著Al含量的繼續(xù)增加，斷口呈現(xiàn)典型解理斷裂特征。實(shí)際生產(chǎn)檢測中可通過沖斷方式獲得宏觀斷口，通過宏觀斷口形態(tài)與相應(yīng)Al含量的對應(yīng)關(guān)系，快速判斷Al含量是否超標(biāo)。
　　Al含量過高是形成冰糖狀脆性斷口的主要原因，過量的Al元素一部分與N形成AlN，在晶界析出；還有一部分Al元素與Fe形成脆性金屬間化合物，起釘扎作用，存在于高Al含量E級鋼的長直界面上，割裂基體。這些因素使伸長率、斷面收縮率、沖擊