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夹杂物在金属加工中的变形与损伤

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:而脆性夹杂物经变形后,由于夹杂物与钢基体相比,变形甚小,便在钢和夹杂物的界面处产生微裂纹,这些微裂纹随着钢基体流变方向发展成锥形裂纹。在金属基体相对于这些夹杂物发生流动时,夹杂物与金属基体脱离并划伤基体而出现微裂纹及空隙,而冷拔加工更进一步加剧了这些微裂纹及空隙的扩展。

夹杂物在金属加工中的变形与损伤

当钢经过压力加工变形时,不同类型的非金属夹杂物与钢基体之间的变形行为有所不同。按其夹杂物的变形性不同可分为:塑性夹杂物和脆性夹杂物。塑性变形的夹杂物包括硫化物和部分硅酸盐。当钢进行压力加工时,塑性夹杂物沿着变形方向呈纺锤形或条带状分布,但在夹杂物与钢基体交界面不产生裂纹,这表明界面结合力未被破坏。而脆性夹杂物经变形后,由于夹杂物与钢基体相比,变形甚小,便在钢和夹杂物的界面处产生微裂纹,这些微裂纹随着钢基体流变方向发展成锥形裂纹。当变形量增加时,脆性夹杂物被破碎并沿着钢的流变方向呈串链状分布。不变形夹杂物则保持原有的球形(或点状)不变,而钢基体围绕其流动,如蔷薇辉石(2MnO·SiO2)夹杂物,在压力加工过程中不易变形。在加工变形量较大时,随着钢基体的塑性变形,AlN、DS类等夹杂物会发生脆裂。

实际上,大多数夹杂物是塑性夹杂物、脆性夹杂物及不变形夹杂物的复合体,在轧制过程中,其塑性部分随钢基体延伸,但脆性和不变形部分仍保留原来的形状,或者当钢经加工变形之后,塑性夹杂物沿着钢基体的变形方向伸长,而脆性夹杂物,如尖晶石夹杂物或TiN等硬而脆的夹杂物则从塑性夹杂物基体中机械的分离出来,并保持原始的规则几何形状。在金属基体相对于这些夹杂物发生流动时,夹杂物与金属基体脱离并划伤基体而出现微裂纹及空隙,而冷拔加工更进一步加剧了这些微裂纹及空隙的扩展。微裂纹及空隙是产生扭转断裂的坯芽,在扭转试验时会引起钢过早断裂,减小夹杂物对扭转性能的影响,必须提高钢的纯净度,如严格控制S、O、N的含量,提高吹氩质量,采用保护浇注和吸附力较强的保护渣,以减小和控制夹杂物的尺寸、形态和数量,并尽可能使夹杂物分散分布。(www.xing528.com)

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