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白点的宏观特征:探究其形态与变化

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-12 90mm GCr15棒材低倍白点与断口形貌图8-13 90mm GCr15棒材白点与其断口形貌图8-14 90mm GCr15棒材白点断口特征图8-15 棒材白点断口形貌一般情况下,拉伸白点具有相同的几个特征:第一,具有圆形形状,并且白点表面与拉伸应力方向垂直;第二,这些白点的中心区域均有孔洞型缺陷存在,孔洞有不同形状;第三,裂纹由白点中心孔洞向四外扩展,呈辐射线状结构;第四,在厚钢板的拉伸断口上常出现鸭嘴形白点。图8-16 GCr15横向、纵向低倍和纵向白点断口匹配照片

白点的宏观特征:探究其形态与变化

在横向低倍试样上呈两侧清晰的细裂纹,在纵向低倍试样上为锯齿形裂纹,并多与轧制方向成一定角度。在纵向断口上呈圆形或椭圆形银白色粗晶斑点。合金钢斑点较光亮,碳素钢斑点较暗些。白点多出现在偏析区内。

白点最容易产生在马氏体、半马氏体钢中,其次是珠光体钢,奥氏体钢及铁素体钢不产生白点。出现白点的钢种有:铬镍钢、铬镍钼钢、铬锰钢铬钢、锰钼钢、锰钢、铬锰钼钢、滚珠钢以及中高碳的碳素钢。其中以w(C)>0.10%,w(Cr)>1%、w(Ni)>2.5%的马氏体类铬镍钢、铬镍钼钢及铬镍钨钢白点敏感性最大,w(C)=1%的滚珠钢白点敏感性也较大。如图8-12至图8-16所示。

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图8-12 90mm GCr15棒材低倍白点与断口形貌

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图8-13 ϕ90mm GCr15棒材白点与其断口形貌

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图8-14 ϕ90mm GCr15棒材白点断口特征

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图8-15 棒材白点断口形貌

一般情况下,拉伸白点具有相同的几个特征:

第一,具有圆形形状,并且白点表面与拉伸应力方向垂直;第二,这些白点的中心区域均有孔洞型缺陷存在,孔洞有不同形状;第三,裂纹由白点中心孔洞向四外扩展,呈辐射线状结构;第四,在厚钢板的拉伸断口上常出现鸭嘴形白点。

这几个特征不是偶然的,而是具有一定的内在规律性,在白点中心区域的较大孔洞内,充满过量高压的氢气,致使孔洞周围材料中也含有过饱和的固溶氢,这些过饱和的固溶氢使材料变脆,越靠近中心孔洞,固溶氢越多,材料也越脆。在断裂过程中,即在受力状态下,由于有先天孔洞缺陷的存在,加上孔洞周围材料严重变脆,致使裂纹首先在孔洞处产生,由于受力慢(拉伸试验),固溶氢完全来得及向应力集中部位即裂纹尖端区集中,从而使裂纹不断向外扩展,同时,孔洞内高压氢气不断进入裂纹,加速了裂纹的增大和扩展。由于所受应力为正应力,致使裂纹在垂直应力方向上匀速向四外扩展,从而造成了一个与拉伸应力方向垂直的圆形白点。

总之,白点可在不同时间产生,即可在铸造后,也可在锻造后,或在热轧材中产生,还可在最后断裂过程中产生,甚至在成品放置过程中滞后产生。

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图8-16 GCr15横向、纵向低倍和纵向白点断口匹配照片

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