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含碳量高的钢材容易断裂是什么原因?

发布时间:2020/12/1 10:30:08 浏览次数:553
 
    吉林市钢材厂家介绍含碳量高的棒材发生过很多次断裂,如45#钢做的轴,使用不太长的时间就发生断裂。从断裂后部件上取样,进行金相分析,往往找不到产生的原因,即算牵强附会找到了一些原因,也不是实际的原因。
    为了确保更高的强度,还必须在钢中添加碳,随之就会析出铁碳化物。从电化学的观点来看,铁碳化物发挥了阴极作用,加快了基体周边的阳极溶解反应。在显微组织内的铁碳化物体积分数的提高还归因于碳化物的低氢超电压特性。
    钢材表面易于产生并吸附氢,氢原子向钢材内部渗入的同时,氢的体积分数就可能会增加,最终使得材料的抗氢脆性能显著降低。高强钢材耐腐蚀性和抗氢脆性的显著降低不光有害于钢材的性能,还会极大地限制钢材的应用。
    如汽车用钢暴露于氯化物等各种腐蚀环境中,在应力作用下,可能出现的应力腐蚀开裂(SCC)现象就会对车身造成严重的威胁。
    碳含量越高,氢扩散系数减小,氢溶解度提高。学者Chan曾经提出,析出物(作为氢原子的陷阱位置)、电位、空孔等各种晶格缺陷与碳含量成正比,碳含量提高,就会抵御氢扩散,因此氢扩散系数也较低。
    由于碳含量与氢溶解度成正比关系,作为氢原子陷阱的碳化物,体积分数越大,钢材内部的氢扩散系数越小,氢溶解度提高,氢溶解度也包含了有关扩散性氢的信息,因而氢脆敏感性较高。随着碳含量的增加,氢原子的扩散系数减小,表面氢浓度提高,这是因为钢材表面的氢超电压下降所致。
    从动电压极化试验结果来看,试样的碳含量越高,酸性环境中就易于发生阴极还原反应(氢生成反应)以及阳极溶解反应。与具有低氢超电压的周边基体进行比较,碳化物发挥了阴极的作用,其体积分数加大。
 
 
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