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1、本研究的主要目的是探討單純高溫處理?xiàng)l件下,結(jié)構(gòu)鋼內(nèi)部裂紋的愈合機(jī)制、影響裂紋愈合的因素,尋求較佳的裂紋愈合處理工藝.本研究結(jié)果對(duì)于促進(jìn)金屬材料的智能化和提高材料使用壽命有著重要的實(shí)際意義,為實(shí)現(xiàn)金屬材料的智能化、高性能化、高效化和長(zhǎng)壽化奠定良好的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù). 試驗(yàn)用材選用20鋼、45鋼、20CrMnTi鋼,先用鉆孔壓縮法在試樣內(nèi)部引入裂紋,然后對(duì)含內(nèi)部裂紋的試樣進(jìn)行不同加熱溫度和不同保溫時(shí)間的空冷處理,采用金相顯微鏡及掃
2、描電鏡觀察分析裂紋愈合程度.研究表明,加熱溫度高于850℃時(shí),三種材料內(nèi)部裂紋都有不同程度的愈合.裂紋區(qū)出現(xiàn)由鐵素體構(gòu)成的細(xì)晶愈合帶,隨加熱溫度升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng),愈合帶變窄,裂紋愈合過程中形成的孔洞是雜質(zhì)元素富集的區(qū)域;金屬材料內(nèi)部裂紋愈合過程主要經(jīng)歷三個(gè)階段:裂紋分隔,裂紋由長(zhǎng)裂紋變成斷續(xù)狀短裂紋;短裂紋愈合,產(chǎn)生愈合孔洞;孔洞縮小、球化,數(shù)量減少,裂紋周圍組織與成分均勻化. 溫度是影響裂紋愈合的主要因素,而加熱時(shí)間的影響次
3、之;裂紋愈合存在臨界溫度,此臨界溫度應(yīng)大于該材料的最低再結(jié)晶溫度;碳化物形成元素Cr、Mn、Ti阻礙碳的擴(kuò)散,同時(shí)碳化物阻礙再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大,故使裂紋愈合區(qū)鐵素體量增多,再結(jié)晶晶粒細(xì)小. 裂紋引入導(dǎo)致的裂紋區(qū)應(yīng)變能(晶格畸變能)增高,是裂紋愈合的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力;裂紋愈合可能存在一臨界能量因子,當(dāng)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)能與外界驅(qū)動(dòng)能之和(即能量因子)大于臨界能量因子時(shí),裂紋愈合,反之裂紋不能愈合.裂紋形變區(qū)的再結(jié)晶及其晶粒長(zhǎng)大是金屬材料內(nèi)部裂紋愈合的
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