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工業用不銹鋼管
作者: 發布日期:2018-11-09
工業用不銹鋼管
  工程中常用的工業用不銹鋼管均為多晶體,由于各個晶粒取向不同,位錯、夾雜物等微觀、宏觀缺陷和第二相的存在,在多晶體中存在著各向異性和非均質性,疲勞破壞總是由應力應變最高和取向最不利的薄弱晶粒或夾雜等缺陷處起始,并沿著一定的結晶面擴展。所以不銹鋼管的疲勞破壞與多晶體的非均質性和各向異性密切相關。一般把不銹鋼管的疲勞破壞分為疲勞裂紋萌生、疲勞裂紋擴展和失穩三個階段。
  
  疲勞裂紋的萌生都是由朔性應變集中所引起,有三種常見的萌生方式:滑移帶開裂,晶界或孿晶界開裂,夾雜物或第二相與基體的界面開裂。其中滑移帶開裂不但是最常見的疲勞裂紋萌生方式,也是三種萌生方式種基本的一種。這是由于在晶界開裂和夾雜物界面開裂之前,也都要先產生范性形變和形成滑一帶.因此,范性形變和形成滑移帶不但是滑移帶開裂的基礎,也是其它兩種萌生方式的先決條件。
  
  滑移帶開裂的過程為出現滑移線、形成滑移帶和形成駐留滑移帶.不銹鋼工業管在循環載荷作用下,首先在薄弱晶粒上產生范性形變,范性形變,在不銹鋼管表面上留下的痕跡便是滑移線。在一定的循環數以后,出現了硬化和軟化,硬化和軟化使范性形變不總是在一個滑一面上進行,而是在一個或幾個滑移系上的一系列平面上進行。同時,又由于循環載荷下范性形變的不均勻性,使范性形變總是集中在一定的地區,這種集中在某些地區的不均勻范性形變,在不銹鋼管表面上便表現為滑移帶。形成駐留滑移帶是形成滑移帶的繼續。形成駐留滑移帶與一般滑移帶的區別,在一般滑移帶能用拋光方法完全除去,而駐留滑移帶則留有痕跡。當這些痕跡足夠深時,便成為裂紋。因此,駐留滑移帶的形成和發展過程。就是裂紋的萌生過程。而形成擠壓和擠出,則是形成駐留滑移帶的主要方式。
  
  純金屬和單相金屬的疲勞裂紋萌生方式多為滑移帶開裂。密排六方晶系因滑移系較少,滑移困難,孿晶形變較為常見。如鋅中除了形成滑移帶之外,還有孿晶形成,錫晶體中則僅出現孿晶。這時,裂紋即在孿晶與集體的界面上萌生.在某些其它金屬,如鋯、銻、銅、鋅、金和鐵中都有孿晶界開裂出現。
  
  在不合理的合金化一后,當晶界比晶粒內不為弱時,則在低于晶內滑移的應力下,在晶界上萌生晶間裂紋。一般說來,室溫下裂紋多為穿晶的,裂紋或者在滑移帶上萌生,或者在孿晶界面上萌生。而高溫下則往往由穿晶變為晶間。在高應力幅下,滑移線在純表面商店分布幾乎是均勻的,純表面的位移可以很大。在晶界與表面相交處,垂直于表面的位移很小,從而在該處產生了深的擠入槽,造成了很大的應力集中。因此,在高載荷幅下,包括純鋁、銅、黃銅和低碳鋼等許多金屬,其疲勞裂紋都是在晶界上萌生。晶間裂紋多萌生于與最大切應力方向相近的晶界上,或相鄰晶粒位向差較大的晶界上。
  
  在許多高強合金中,粗大的夾雜物和其它第二相質點的存在對裂紋萌生起著重要作用。這些材料的屈服強度一般很高,只有在很高的應力幅下才能產生滑移帶。但是,由于在夾雜物或第二質點處產生了很高的應力集中,從而在較低的名義應力下也能出現局部的范性形變,這樣便導致在夾雜物和基體的界面上萌生裂紋,或由于夾雜物或脆性第二相的斷裂導致裂紋萌生。

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