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熱塑性曲線介紹
  發(fā)布時(shí)間:2015年07月22日 點(diǎn)擊數(shù):

  鋼的高溫力學(xué)性能通常指在溫度和力的共同作用下,鋼的應(yīng)變、應(yīng)變速率和應(yīng)力之間的關(guān)系,主要表現(xiàn)為高溫下(600℃以上)鋼的零強(qiáng)度溫度(ZST)、零塑性溫度(ZDT),鋼的蠕變性能以及斷裂后對(duì)應(yīng)的組織等。
  20世紀(jì)70年代以來,許多學(xué)者系統(tǒng)地研究了鋼的高溫力學(xué)性能,結(jié)果表明:在鋼的熔點(diǎn)至600℃的溫度區(qū)間內(nèi)存在三個(gè)明顯的脆性溫度區(qū)。第I脆性區(qū)的溫度范圍為Tm~1200℃,第II脆性區(qū)的溫度范圍為1200~900℃,第III脆性區(qū)的溫度范圍為900~600℃。但是,由于鋼的化學(xué)成分、應(yīng)變速率的不同,三個(gè)脆性區(qū)可能不會(huì)同時(shí)出現(xiàn),而且還可能發(fā)生重疊。
 ?。?)第I脆性區(qū)
  在鋼液凝固過程中,當(dāng)溫度低于液相線溫度時(shí),鋼液中開始出現(xiàn)凝固相。在固相線溫度以上20~30℃時(shí),晶體開始能夠傳遞微小的拉伸力,表現(xiàn)出微弱的強(qiáng)度,此時(shí)的溫度定義為零強(qiáng)度溫度(ZST)。溫度繼續(xù)下降,鋼(固相和液相的混合體)能夠承受的拉伸力有所增加,但表征鋼塑性的面縮率(RA)仍然為零。當(dāng)溫度在固相線溫度以下40~50℃時(shí),塑性才開始好轉(zhuǎn),表現(xiàn)為面縮率大于零,此時(shí)的溫度定義為零塑性溫度(ZDT)。
  ZST 和ZDT 是衡量鋼的高溫力學(xué)性能的重要參數(shù),它們表征了坯殼凝固前沿附近抵抗裂紋的能力。ZDT 和ZST 越低,則裂紋敏感性越高。Geon Shin等人的研究表明:同一鋼種的ZST 高于ZDT;采用加熱方式測得的ZDT、ZST 要高于冷卻方式測得的數(shù)據(jù);ZDT 溫度時(shí)鋼中的液相約占10%。
第I 脆性區(qū)的脆性斷裂主要是沿樹枝晶之間展開,其特征是:(1)O、S和P 等雜質(zhì)元素的含量增大,ZST 和ZDT 降低,脆性區(qū)向低溫處延伸;(2)鋼的延塑性與應(yīng)變速率無關(guān)。
 ?。?)第II 脆性區(qū)
  第Ⅱ脆性區(qū)的特征是脆化程度與應(yīng)變速率成正比,當(dāng)應(yīng)變速率小于5-2/s時(shí),幾乎不會(huì)產(chǎn)生脆化。在連鑄過程中,鑄坯的彎曲、矯直以及鼓肚變形的應(yīng)變速率均小于5-2/s,因此,第II 脆性區(qū)與連鑄過程關(guān)系不大。
 ?。?)第III 脆性區(qū)
  第III 脆性溫度區(qū)(約900~600℃)主要在比較低的應(yīng)變速率(小于5-2/s)下出現(xiàn),所以連鑄過程中產(chǎn)生的裂紋與第III 脆性區(qū)有著密切的關(guān)系。
  第III脆性溫度區(qū)由于發(fā)生奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變,因此可分為奧氏體單相區(qū)的脆化和奧氏體+鐵素體兩相區(qū)的脆化。第III脆性區(qū)的特征:脆化程度與應(yīng)變速率成反比,面縮率隨著應(yīng)變速率的增大而增加;初生奧氏體晶粒越大,鋼的塑性越低;減小冷卻速率可以減少沿奧氏體晶界動(dòng)態(tài)析出物的數(shù)量,從而改善鋼的高溫塑性。


                        ——本文摘自論文文獻(xiàn)綜述

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