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45#圆钢脆性断裂原因分析

2013-8-8 11:12| 发布者: fansiyuan| 查看: 8786| 评论: 0

摘要: 于丹 宋玉明 冯浩(通化钢铁公司技术中心)摘要:研究了45# (Φ90 mm)受剪切力发生脆性断裂,在未剪掉一侧断口上发现有贯穿横截面的纵裂纹的原因。结果表明,45#钢脆性断裂是由严重的带状偏析引起的。具有带状组织的 ...

45#圆钢脆性断裂原因分析


于丹   宋玉明  冯浩
(通化钢铁公司技术中心)
摘要:研究了45# (Φ90 mm)受剪切力发生脆性断裂,在未剪掉一侧断口上发现有贯穿横截面的纵裂纹的原因。结果表明,45#钢脆性断裂是由严重的带状偏析引起的。具有带状组织的钢其断面收缩率较低,尤其横向更甚,所以在其受剪切或扭转等横向方向的力时易产生脆性断裂。
关键词:脆性断裂;带状偏析;硫化物;

1  引言
    某生产厂生产的45# (Φ90 mm)圆钢,在使用过程中,当剪切时横截面发生脆性断裂,在未剪掉一侧断口上发现有贯穿横截面的纵裂纹,肉眼观察裂纹宽度最大处位于中心,断口平齐,属脆性断口,其宏观形貌如图1,其裂纹深度可达13mm。针对此样我们进行了研究和分析。

2    化学成分分析
     将45# 进行光谱分析,结果如表1:

3 金相分析
3.1 低倍分析
      低倍酸洗断口及钢表面未发现肉眼可见的非金属夹杂物。
3.2 电镜检测
      通过电镜检测其断口未发现裂纹内有与基体相连的夹杂物,如图2。

3.3  光学显微镜分析
横向检验:
组织:珠光体+铁素体,为正常组织;平均晶粒度:8级,个别珠光体晶粒度异常大,可达4.5级,如图3。


纵向检验:
1.  非金属夹杂物:A:2级 (A类:硫化物类)。未发现有大块外来夹杂物(保护渣等)。
2.  纵向组织有严重的带状偏析,心部尤为严重,可达5级,如图4。

3.  通过对纵向组织的进一步放大,在200倍和500倍下可以观察到在铁素体带状中有A类硫化物夹杂,如图5,箭头所指为夹杂物,通过其颜色(浅灰色)和形状(随轧制方向变形)判断为MnS和FeS。

4.500倍下观察发现多处显微裂纹,属于沿晶断裂(裂纹走向沿晶界处夹杂物延伸),如图6。

Fig.6 micro-fracture

3.4 能谱分析
      通过对上述夹杂物进行能谱分析,印证了我们的判断,能谱分析如下:

元素

S

Mn

Fe

含量(%

29.70

60.03

10.27


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