钢铁塑性研究方法

发表时间：2024-07-27 22:51:20 来源：网友投稿

2.25Cr1Mo钢是一种广泛应用于电力、核能以及石油化学工业的高温承压设备的低碳低合金结构钢，特别是在电厂主蒸汽管道及热蒸汽管道中大量应用。

该钢在高温下具有较高的强度和抗氧化性，并具有良好的焊接性。

2.25Cr1Mo钢在连铸连轧生产过程中矫直时易发生表面横向裂纹，严重影响产品质量。

裂纹形成主要是由于热塑性降低，其原因主要有三种：

（1）沿原奥氏体晶界形成的铁素体薄膜；

（2）S，Sb，Sn，As，P，Cu等杂质元素在铁素体与奥氏体的界面上或在原奥氏体晶界上的偏聚；

（3）碳化物、碳氮化物、氮化物等在晶间析出。铁素体可以分为先共析铁素体和变形诱导铁素体两种。目前关于铁素体对材料热塑性的影响都只是做定性分析，而将上述两种铁素体进行分开讨论，并对其影响进行定量分析的研究很少。本实验准备了两组试样。

一组用于拉伸实验，而另一组采用相同的热处理方法但不进行拉伸，仅用于金相观察并与第一组进行比较。

第一组试样在650℃到950℃之间以10-3 s-1的应变速率进行拉伸实验，用断面收缩率来评估热塑性。

用SEM观察断口形貌，用光学显微镜观察拉伸试样断口附近的金相组织和未变形试样的金相组织，并计算组织中铁素体的含量。

实验表明；

2.25Cr1Mo钢的热塑性曲线在750℃到900℃之间存在塑性低谷，在825℃时塑性最低。

SEM结果显示，所有试样皆为塑性断裂，且断口上韧窝的数量和深度也能反映塑性的变化，与热塑性曲线符合的较好。

试样在825℃变形时，铁素体薄膜沿原奥氏体晶界呈网状析出，在原奥氏体晶界处容易造成应力集中，降低塑性。

裂纹在原奥氏体晶界上或第二相颗粒周围产生，并沿网状铁素体薄膜扩展。

未变形试样中没有形变诱导铁素体产生，基体上只存在均匀分布的先共析铁素体，铁素体含量较少。

两组实验比较，可以得到形变诱导铁素体的含量，其在820℃左右达到最大值，在800℃和900℃时几乎没有形变诱导铁素体产生。

与热塑性曲线比较，可以认为形变诱导铁素体的产生是此塑性低谷出现的主要原因。

高温塑性变形导致的非平衡偏聚模型计算显示，在800℃到850℃之间P的偏聚量最大，P在晶界上的偏聚降低了晶界结合力，加速了裂纹沿着晶界扩展，导致材料热塑性降低

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