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影響鋼材性能的主要因素有哪些?

發布時間:2018-11-14

鋼材沖擊韌性是材料在斷裂前單位體積所吸收的總能量。包括彈性和非彈性,反應了鋼材的塑性變形能力。(沖擊韌性是抵抗沖擊荷載的能力,鋼材強度越高,韌性越低,則脆性越大。)

鋼材的疲勞是微觀裂紋在連續重復荷載的作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞。(鋼材的疲勞強度主要取決于構造狀況(應力集中程度和殘余應力),作用的應力幅以及反復荷載的循環次數,而與鋼材的靜力強度無關。)

(1) 化學成分(碳、硫和磷、氧和氮、硅和錳、釩和鈦、銅各自的影響在p19);

(2)冶金缺陷,鋼材常見的冶金缺陷包括偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等。

(3)鋼材的硬化

時效硬化(老化):在高溫時熔于鐵中少量的氮和碳,隨著時間的增長逐漸從固熔體中析出,生成氮化物和碳化物,散存在鐵素體晶粒的滑動面上對晶粒的塑性滑動起到遏制作用,從而使鋼材的強度提高,塑性韌性下降。

冷作硬化(應變硬化):在冷加工時,使鋼材產生較大的塑性變形的情況下,卸載后再加載,鋼材的屈服點提高,塑性韌性降低的現象稱為冷作硬化。

應變時效硬化:在鋼材已產生一定的塑性變形后,隨著時間的增長,N和C更容易析出,從而使已經冷作硬化的鋼材,又發生時效硬化現象,稱為應變時效硬化。

(4)溫度影響:總的趨勢是溫度升高,鋼材強度降低,應變增大;反之,溫度下降,鋼材強度會略有增加,同時鋼材會因塑性和韌性降低而變脆。(具體見p20,注意藍脆)

(5)應力集中:應力高峰區局部存在同號的雙向或三向應力,鋼材變硬變脆;應力集中系數越大,鋼材變脆的傾向越嚴重。(應力集中系數:高峰區最大應力與平均應力的比值

(6)反復荷載作用:結構的抗力和性能發生嚴重變化,甚至疲勞破壞。


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