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精密管钢管淬火裂纹和脆性断裂

  • 发布时间:2020-08-24

淬火钢精密管钢管因脆性大,淬火时产生拉应力,导致淬火裂纹和脆性断裂。但是,迄今为止,在微观层面上,引起精密管钢管裂缝和脆性的机理还没有被彻底地理解。而回火脆性的计算,则采用第一原理来计算。

举例来说,Yamaguchi等人解释了镍合金中的硫引起脆性的原因,包括硫的原因以及如何削弱镍合金的晶界,以及为什么要把硫的含量控制到临界浓度。采用模拟结果判据,在解释淬火开裂原因时,防止精密管钢管裂纹的产生,已取得了一定的成果。Uchida等人和Horino等人的研究表明,使用合理的模型和数据,结合仿真技术,可以提供合理的厂家直销精密光亮管模拟结果。

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Gallina对精密管钢管的模拟进一步证实了这一点。今后,适当的仿真技术和模型的应用将会进一步提高。在这里主要介绍采用正确合理的模拟、评定淬火裂纹。因为过分粗糙的表面是一种缺陷,它会在精密管钢管零件表面萌生淬火裂纹。Narazaki等人采用不同粗糙面的样品来证实这一点。

但是,有限元方法很难建立对应于光亮退火精密管表面粗糙度的微裂纹模型。如上文所述,根据式(1-9),采用抗拉强度作为阈值,对玻璃表面划痕进行评价。由于淬火马氏体可能有和玻璃一样大的脆性,因此可以用来模拟最大拉应力等于或大于淬火精密管钢管的拉伸强度准则来评价淬火裂纹的产生。这一判据已经被一些学者采用。

为了改进模拟和标准,尽管已将淬火精密管钢管的极限抗拉强度作为脆性开裂的阈值,但在试验工作中,奥氏化温度、氢元素、其它杂质元素以及表面粗糙度的影响尚未考虑在内。为了实现这一目标,应根据Iijima和Toshioka等人的研究,采用具有上述影响因素的试件进行力学性能测定。

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另外,根据Mao等提出的精密管钢管断裂韧度测量方法,Gallina对裂纹扩展的分析也应考虑到上述影响因素。实践表明,毛细精密钢管淬火开裂准则和模拟方法是可以改进的,通过对比试验和模拟,可达到上述目的。尽管用先前的实验来解释精密管钢管裂纹原因是有意义的,但是应该看到这些早期研究的实验数据并不完全。

所以,同样的验证试验也是必要的。由于拉应力集中在特定条件下是不同的,为了在实际情况下区分小口径高精密无缝管裂纹并寻求解决办法,需要对特定形状的精密管钢管零件及冷却条件进行系统的测试与研究。可采用多种精密管钢管表面强化方法。

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