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1、北京铜铁学院学报年第期铁铬铝合金裂纹的形成匕京钢铁学院杜国维蔡家敏北京钢丝厂袁德生杨亚生摘要,。应用声发射及电镜技术研究了铁铭铝合金在生产中裂纹的形成条件沿拉拔方向导致裂纹的形成其主要原因是氢致滞后破坏,试验表明碳化物在晶界附近析出可降低合金,,,。的塑性此外合金的脆性转变沮度较高热应力也可以产生微裂纹、一前言,,铁铬铝高电阻电热合金在其冷加工成材的生产过程中常出现沿拉拔方向的纵向裂,,。纹它降低了合金的成材率是一个长期未能解决的问题合金的裂纹的深度一般随线材,,。直径大小而不同在弯曲或扭力的作用下裂纹扩展可
2、造成沿线材的纵向断裂二‘〕产生上述现象的原因可能是多方面的历史上月曾强调合金中碳含量,,。。〔二偏高由于碳化物的影响而使合金变脆其后等也曾指出合金中非金属,,,、夹杂物的出现会导致合金塑性下降也可能来自其它方面原因例如氢脆合金。中残余应力等、杜国维柯俊等工作二」表明铁铬铝合金对氢脆是极为敏感的,当合金中平均氢含,,以量大于时合金的塑性随氢含量的增加而急剧下降当合金中氢含量达上,,,,,时合金处于脆性状态这表现在室温下拉伸时合金呈准解理断裂拉伸断口齐平在,,扫描电镜下观
3、察合金断口可看到大量的二次裂纹随着氢含量下降合金塑性提高的同,。时断口由准解理向韧窝型过渡,,为了探讨合金在成材过程中导致裂纹形成的因素试验研究了合金中碳化物结构类、,,型形态以及它对合金力学性能的影响应用声发射技术接收合金在裂纹形成时所释放,,,的能量研究合金中由于应力及微量氢的存在导致裂纹形成的条件在此基础上对裂纹,的形貌在扫描电镜下进行研究依据在生产中酸洗时合金可以吸氢以及在相应条件下合金,,表层中氢含量测定考虑合金的低温脆性以及在冷拔状态下的残余应力本文将对合金中。裂纹形成的主要原因进行讨论二、实验过程从生,,。产中选取
4、试验用稀土铁铬铝合金其化学成份如表为研究碳化物析出对合,,通金力学性能的影响将号合金退火并冷拔成中毫米的线材过高温淬火及回火处理制,,,备成光滑拉伸试样按线材测试标准进行拉伸试验为制备观察碳化物形态的金属薄膜,,,选取厚度不大于毫米同一成份的合金薄片随同拉伸试样一同热处理后进行减薄电表试验用合金的成份习序号赢些。。。。。。。。小毫米盘条’。。。。。。。。小毫米盘条,解抛
5、光减薄规范抛光液为丁氧基乙醇与高氯酸的混合液工作温度为一,,。工作电压为伏电流为安培,金属薄膜在型透射式电子显微镜。上进行研究,。在声发射监测下对合金中裂纹形成过程进行研究声发射的产生是由于合金中内在,,以的缺陷或潜在的缺陷周围所储存的部份应变能在一定条件下例如外力的触发下,这,弹性波方式释放的一种能量种能量通常以脉冲方式释放出来对断裂过程中裂纹的形,,。,成与扩展所接受到的往往是一高幅度的突发式信号〔〕实验中采用一型,,,单通道声发射测定仪通过换能器振铃记数给
6、出每次事讲的振铃数把上述信息送至,。一一函数记录仪中记录下来作为实验中判别裂纹形成的依据,试验首先观察了小毫米含氢盘条号合金在一型拉伸机上加载形变,。,中由于裂纹形成所引起的声发射同时将同一盘条的合金退火后冷拔至不同直径的线,,,材在合金中造成不同大小的残余应力研究合金在酸性介质中开裂行为试验中使用的氯化钠的水溶液。介质为硫酸加,,,考虑合金的低温脆性以及合金中热应力大小是否会导致裂纹的形成唯此将小毫,。米试样反复从室温激冷至干冰中一通过声发射研究合金中微裂纹的形成,
7、,试验中进行充氢试验阴极充氢在水溶液中进行在每升电解液中加入。。一定氢仪中进行毫克的作为毒化剂所有试样定氢均在一,在扫描电镜上对拉伸断口及裂纹形态进行观察所得图片均按实际放大倍数缩。小倍下摄照三、实验结果。碳化物析出对合金力学性能的影响,,,对小毫米的铁铬铝合金首加加热至在水溶液中淬火然后将试样“,,随炉升温到。。保温小时对合金进行长时间的时效处理经拉伸试验合金的力学性。,,能如表所示从表中可以看到时效后的合金其塑性下降对比淬火态延伸率下降约,,,〔二
8、断面收缩率下降约而抗张强度则影响甚微这与文献的结果是相似的,。上述两种状态下的断口全为韧窝型塑性断口图,可,给出铁铬铝合金在淬火态晶界附近图象以看到经固溶处理后晶界比较单一。。在晶界及晶内都未观察到任何第二相析出图给出合金经淬火及时
