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不銹鋼管內高壓成形中裂紋的產生及擴展分析
發布者:不銹鋼管廠(www.9600014.live) 發布時間:2019/10/2 閱讀:310

   通過浙江宏盛特鋼有限公司研究人員觀察,在不銹鋼管中間位置處發現了微裂紋,其他部位沒有發現裂紋的存在,由此可知,脹形的支管頂端位置的壁厚最薄,也是最易產生破裂的部位,圖為區域I中微裂紋的探傷照片中夾雜物(圓圈標注位置)作為硬相粒子,與基體之間屈服應力差別很大,從而導致了其所在位置易產生應力集中,所以在不銹鋼無縫管的內高壓成形過程中,裂紋在鐵素體內部的夾雜物處產生,裂紋產生的能量與夾雜物的尺寸有關。而殘余奧氏體相變產生的馬氏體以及冷卻過程中產生的馬氏體作為硬相,并沒有成為裂紋源,一是由于不銹鋼管中的馬氏體的硬度比夾雜物的硬度要小很多,二是在奧氏體發生馬氏體相變時,本身釋放了應力,抑制了裂紋的產生。

 

    微裂紋通過長大或合并進行擴展,擴展方向平行于鐵素體的拉伸方向。而其擴展路徑并非沿晶界方向而是穿過晶界,有發生穿晶斷裂的跡象。而大裂紋的形成,則是需要夾雜物接近鐵素體晶界,并且存在相鄰的夾雜物,隨著變形的增大,裂紋之間發生融合,則產生了大裂紋,如圖所示;若不存在相鄰夾雜物產生的裂紋,則裂紋的擴展較為緩慢,如圖所示。另外,有些不銹鋼管內部的微裂紋尖端呈現為圓形,長大受到了阻礙,這是由于其幾乎處于鐵素體的中心處,存在于鐵素體晶界處的殘余奧氏體在變形時發生馬氏體相交,吸收了部分變形能,釋放了鐵素體晶界處及晶粒內部的部分應力,延緩了鐵素體的變形,從而阻礙了單個微裂紋的長大。

 

    殘余奧氏體分布于鐵素體的內部或晶界處,這就決定其有一定的幾率出現在裂紋擴展的路徑上,裂紋在沿鐵素體拉伸方向擴展過程中,殘余奧氏體通過相變吸收能量,從而釋放裂紋尖端的應力,并由于其相變成為馬氏體后硬度增加,而成為裂紋擴展的障礙物,從而抑制裂紋的相互融合。如圖所示,三處夾雜物誘發產生了微裂紋,而在它們相互融合的路徑上存在兩個殘余奧氏體晶粒,使它們的相互融合受到了阻礙,在圖所示的電子背散射像中,可以明顯的區分殘余奧氏體相變產生的裂紋和夾雜物,作為障礙物阻礙了大裂紋的形成。因此,不銹鋼管在內高壓成形過程中表現出優異的綜合性能。

 

 
 

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