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用高温断面收缩率来测定弹簧圆钢的脆性区

2018-9-3 11:01:19      点击:

使用书本的脆性区温度范围,局限大,错误高。要求使用比较简单的办法测定弹簧圆钢的脆性区。使用高温拉伸试验测定脆性区,相对简单。
  通过试验发现,当弹簧圆钢温度在600-900℃之间时,其存在第三脆性区,高温热塑性急剧下降,这与奥氏体晶粒、析出物和晶界位置的先共析铁素体有关。避免在第三脆性区矫直,可以有效避免表面横裂纹的发生。
  1971年,Adams提出了用断面收缩率(RA)来表示热塑性的高低。断面收缩率是指材料在拉伸断裂后,断面最大缩小面积与原断面面积的百分比,由以下公式计算:
  RA=(A0-A1)/ A0 (1)
  式(1)中:A0为试样原始截面积,mm2;A1为试样拉断后颈缩处的截面积,mm2。
  采用GLEEBLE 2000D热模拟试验机,该试验机由加热系统、力学测试系统、计算机控制系统以及数据采集和处理系统等几个部分组成。试样通过低频电流进行加热;力学测试系统可以对位移、载荷等参数进行监测;计算机控制系统采用闭环控制,可以实现温度及力学参数的精确控制。
  力学性能测试试样取自现场的连铸板坯,试样的尺寸为Φ10mm×110mm,两端带有螺纹。安装试样前,首先采用高压电弧焊接机在试样中间部位焊上铂-铑热电偶,然后套上一个长为30mm、直径约10.2mm的石英管,以支撑熔融部位试样。试样安装好之后,通入氩气,然后按照预定的方案控制试样温度。
  中碳弹簧圆钢、低碳弹簧圆钢和中碳含Nb弹簧圆钢,以RA≤40%为脆性区间标志,则当温度≥850℃时,所有弹簧圆钢种的面缩率均在40%以上。当面缩率高于40%时,弹簧圆钢的高温延塑性较好,表面横裂纹的发生率还将大大降低。
  可以由此来确定最低拉速。如当拉速≥0.6m/min时,铸坯表面温度基本上保持在850℃以上,从不同弹簧圆钢种的高温热塑性曲线上可以看出,当温度≥850℃时,弹簧圆钢的面缩率均在40%以上,因此,0.6m/min是使得铸坯表面温度高于850℃、铸坯表面面缩率在40%以上的最低拉速。当拉速提高至0.6m/ min以上时,表面横裂纹的发生率将大大下降。
  通过高温延塑性测定,当温度在850℃以上时,中碳弹簧圆钢、低碳弹簧圆钢和中碳含Nb弹簧圆钢的面缩率均在40%以上,850℃是分界点;对表面横裂纹分析发现,裂纹为沿晶脆裂,避开第三脆性区矫直是降低表面横裂纹发生率的重要手段之一。

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