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可控制厚壁不锈钢管的材料性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-06-12  浏览次数:0 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网调查队获悉:裂纹的形状通常能示出裂纹是由厚壁不锈钢管空穴(R一型),还是由三叉点裂纹(W-型裂)起始的。前者多呈锯

中华不锈钢网调查队获悉:裂纹的形状通常能示出裂纹是由厚壁不锈钢管空穴(R一型),还是由三叉点裂纹(W-型裂)起始的。前者多呈锯齿形外观,但是由于整个试样的形变使晶间裂纹歪曲,试验时必须十分小心注意,而且不论裂纹起始时是R-型或是w一型,其外型都是十分不规则的。晶界结构的影响——在重要的商用合金中,晶间断裂主要取决于晶界内的沉淀相,而且这种沉淀影响着晶界附近区域内的显微组织。此外,晶界处的断裂取决于晶粒与晶界的相对强度,因此显微组织上的任何变化都可能显着地影响着晶间断裂的趋向。在这一节中将要讨论一些由镍基高温合金得出的许多结果,其中有兴趣的沉淀物是碳化物(通常是M:℃。型)和Y,(Ni。(Al,Ti)。这些沉淀物对晶界强化的机理还不了解,但是曾发现厚壁不锈钢管没有沉淀物的晶界是弱的。另一方面,在晶界上连续的沉淀物是有害的,因为它对裂纹扩展来说将成为一个低能量的通道。看来一种较粗的Y 7/碳化物沉淀均匀地分布在晶界上,则是长寿命所必需的,这可能是由于质点间距控制着裂纹部分长度的缘故。与碳化物沉淀有关的晶界裂纹的一个实例。从图中可以看出,开裂是被限制在碳化物质点的间距之内。对Udimet700低循环疲劳行为的观察指出,开裂可能通过界面或通过质点断裂在晶界的碳化物或硼化物处开始。也曾发现MC6碳化物如以胞状形式沉淀将减少蠕变断裂的寿命,而块状碳化物沉淀会得到长的寿命。
  
  中华不锈钢网调查队获悉:超声波法主要是利用换能器将高频机械振动导入厚壁不锈钢管,通过观察声能与材料缺陷的相互作用来检查零件。这种现象实质上是一种“波的现象”,在固体介质中波传播的基本定律说明所发生的这种相互作用。许多不同的方法如穿透、谐振、脉冲反射等已被用于特殊的地方。目前最广泛使用的是脉冲反射法。在很多方面它与雷达是相似的。在超声波法中,通过用持续时间短而电压高的电脉冲激励压电晶体,可使声脉冲射入被检物体。由晶体的机械振动所产生的声脉冲,以特有的速度传过厚壁不锈钢管材料与反射界面或缺陷相遇,此时,脉冲被反射回原换能器或放于适当位置处的另一换能器。反射回的脉冲使晶体振动并产生一种电压或讯号,显示在阴极射线示波器的荧光屏上。从换能器到缺陷的距离可用声能的渡越时间及特定的声速来确定,而所接收脉冲或讯号的振幅;、则可定性地给出反射面积的相对大小。在检验部门,大量的特殊应用均广泛的采用超声波法,其中包括在现场检验铝压气机叶片型面区的径向裂纹、压气机转子隔圈,检查扩散机匣焊接处的裂纹、压气机盘及有限的涡轮盘等。
  
  涡流法可用来检查导电材料,主要是厚壁不锈钢管。这种方法所依据的事实是:一个通有交流电的线圈,通过电磁感应,在导电材料中可产生涡流。该涡流可使激励线圈或紧靠其旁的探测线圈的阻抗随其变化而变化。像交流激励电流的大小和频率、电导率、磁导率、零件的形状、线圈和厚壁不锈钢管的相对位置等均能影响涡流的特性,而材料中的缺陷或非均质性的存在,影响得更为厉害。
  
  断裂韧性的作用尚不清楚。参考文献中指出:厚壁不锈钢管具有相同塑性和拉伸强度的两种材料,尽管它们的断裂韧性差别很大,但疲劳寿命是相同的。然而,在此项目中,没有一个试验涉及使疲劳断裂以脆性方式出现的那种几何因素和材料因素。同样的材料,不论用尖缺口试样还是用大尺寸试样进行试验,在疲劳寿命方面都会显示出大的差别;用一样的尺寸因素,韧性大的材料很可能比韧性小的材料要耐久。因此,当裂纹成长阶段在有效的寿命中占有重要位置时,厚壁不锈钢管断裂韧性便成为一个重要的材料因素。肯定地,在出现脆性断裂前,裂纹成长的长度取决于断裂韧性;甚至在某些材料中,尽管定量关系尚未圆满地建立起来,裂纹成长速率是可能受到韧性的影响的。
  
  曾经观察到,对于中等硬度的钢来说疲劳极限与硬度成正比。可是,超过某临界硬度,耐久极限就不随硬度的增加而增加;事实上,超过了厚壁不锈钢管这个临界硬度外,耐久极限还会低一些。这种“转折”(breakaway)硬度取决于碳含量,碳含量越高,在耐久极
  
  中华不锈钢网调查队获悉:限损失到来之前,材料可处理得越硬。同样,当厚壁不锈钢管材料硬化超过临界值时,这种行为是与断裂韧性的损失有关的。有关断裂韧性影响的报导测量了一种钢的断裂韧性,当超过布氏硬度300左右,则看出断裂韧性下降,这种材料在2010应变范围内,在完全反复载荷作用下的疲劳数据。布氏硬度超过300以上,寿命显着下降。寿命下降的原因无疑地与断裂韧性的下降有关。对于韧性相当高的材料产生约500次循环寿命的大应变范围来说,产生0.001时或更大的裂纹,厚壁不锈钢管循环次数只是总寿命相当小的一部分根据参考文约为10010。裂纹深度,必然随循环次数的增加而加深。当裂纹深度达到按照断裂力学规律导致脆性断裂的l临界值时,试样将产生断裂。因此,当断裂韧性降低时,裂纹深度正好在足以与载荷相互作用产生断裂条件之处,寿命就为之缩短。
  
  从以上半定量的讨论不难看出,强度、塑性和断裂韧性是本质的,而又总是可控制厚壁不锈钢管的材料性能,因此它们相互作用决定了疲劳寿命。高塑性或高拉伸强度是否为所期望的性能,或者断裂韧性是否为决定性的参数,均取决于加载条件并且需要进行分析以便确定哪种性能为主。

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