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脆性断裂特点:(1)高强度和低强度钢都有可能会出现脆性断裂,发生脆性断裂时材料的工作应力一般低于其屈服点或者设计时的许用应力时,通常认为材料处于该条件下工作是的,但却出现脆性断裂的现象,因此脆性断裂也被称作“低应力脆性断裂”;(2)中强度和低强度钢在较低温度下也可能会出现脆断,因此有时也将脆性断裂称作“低温脆断”,随着温度的降低,面心立方金属较体心立方金属塑性下降的更快些;(3)金属构件发生脆性断裂的裂纹源是由金属内部存在裂纹所引起的,内部裂纹是导致构件失效的重要因素,脆性断裂通常无明显预兆、难查觉、宏观变形量小发生突然;(4)金属材料的脆性断裂事故往往发生在体心立方及密排立方中,而面心立方金属一般很少会出现脆断(5)解理是一种低能断裂,在正应力的作用下通常会破坏原子间的键合,脆性断裂一般会沿着较低指数的晶面穿晶解理,由于密排面之间有很大的间隙,并且其键合力结合弱,因此解理面一般会出现在原子密排面。
Stroh认为:位错沿着滑移面移动当遇到晶界或第二相颗粒这样的阻碍物时发生塞积便会引起应力集中,裂纹的出现符合 Cottrell认为微裂纹往往出现在位错易聚集的滑移面交汇处[27]。
脆性断裂必定存在微裂纹核,但其决定性因素是裂纹的扩展速度,当成核后的裂纹以高速扩展时才会出现脆断,因此脆性断裂的发生除了要满足 Griffith一Qrowan能量方程外,还需要使裂纹具有一定的速度扩展。
在断裂前有显著的塑性变形产生时被称作韧性断裂,韧性断裂金属材料的几何尺寸也会出现明显的变化。将同一材料断裂后的两部分金属断面进行对接时,断口因几何尺寸有所变化而不能很紧密地相吻合,断面通常为纤维状分布且呈暗灰色。对断口进行微观上观察,会发现断口存在明显的范性流变特征。
比是指钢材的屈服强度实测值(Rel实)与屈服强度标准值(Rel标)的比值(即Rel实/Rel标)。抗震结构的比并非越大越好,必须要控制在一定范围内,控制比的目的是为了避免构件在受到外力破坏下发生形态的改变。当梁内钢筋具有过高的比时,可能会导致本应出现塑性铰的地方未出现塑性铰的严重后果。我国规定HRB400E和HRB500E盘螺钢的比Rel实/Rel标≤1.30。
起初研究人员在对材料进行性能预报时,是通过将实际生产所积累的数据进行统计,并做回归分析得出材料工艺参数与力学性能之间的定量回归关系,以实现对材料性能进行预报1。先对板带钢热轧过程的显微组织演变模型进行建模的是英国谢菲尔德(Sheffield)大学的CM塞拉斯,他首先提出如何量化钢材在热轧过程中的冶金学现象和温度场,该模型的应用广泛,包括低cmn钢生产过程中的组织预报,同时可以对奥氏体晶粒变化进行预报。加拿大(UBC)和美国(标准局)于90年代在美国政府的资助下,与多家大型钢铁企业共同研发了用于板材热连轧的模拟软件,该软件被成功并且广泛的应用于热连轧组织性能的预报。此外,日本的日本钢铁和川畸钢铁、法国的法国钢铁研究协会(IRSID)和加拿大的大不列颠哥伦比亚大学(UBC)等也对性能预报进行了相应的一些研究。起初对性能预报和控制的研究主要针对C-mn钢热轧薄板,目前己延伸到薄板以外的热轧合金钢以及其它一些钢种上。
奥钢联在热轧方面开发了一款模拟软件,被命名为VAIQ这款软件主要是用物理冶金模型来描述轧制过程的微观组织变化,广泛用于描述带钢中沉淀物的受热溶解及冷却析出。带钢整个变化过程中不同位置被VAIQ系统的分段,并且追踪记录下来,从而得到个个点的性能。在预测低碳钢性能方面,该软件有不错的预报精度。
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普通碳素结构钢又称普通碳素钢,对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些根据交货的保证条件又分为三类:甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢,常用于制造较重要的结构件。中国生产和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3钢(甲类3号钢),主要用于工程结构。
热轧优质型材通常很据使用时的加工方法分为压力加工用钢和切削加工用钢两个类别。同一钢号、品种规格的优质型材,由于使用时加工方法的类别不同。对型材的成分、交货状态以及表面质量等都有不同的要求,价格也不相同,在订货合同等有关单据上必须注明使用时加工方法的类别,在保管、运输过程中也要防止发生混淆。
有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒,以限制晶粒长大,使钢强化,节约钢材。在中国和某些,为适应专业用钢的特殊要求,对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整,从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢(如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等)。
圆钢的材质:Q195、Q235、10#、20#、35#、45#、Q215、Q345、12Cr1Mov、15CrMo、304、316、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、GCr15、65Mn、50Mn、50Cr、3Cr2W8V、20CrMnTi、5CrMnMo等。
大多数优质型材要经过使用单位进一步加工并且经过热处理后使用,很少直接使用。因而优质型材既要保证化学成分,同时也要保证热处理后的力学性能符合有关标准规定。为了保证质量,大多数优质型材还要检验其内部组织,如检验低倍组织,高、中碳钢检验脱碳层深度等。
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