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鋼材摔斷原因是什麼意思

發布時間:2024-05-28 05:01:00

① 螺栓生產過程中出現斷裂的原因有哪些

在緊固件製造中正確選用緊固件材料是重要一環,因為緊固件的性能和其材料有著密切的關系。如材料選擇不當或不正確,可能造成性能達不到要求,使用壽命縮短,甚至發生意外或加工困難,製造成本高等。下面就簡單介紹下螺栓生產過程中出現斷裂的原因有哪些:
一、材質缺陷
影響偏析的因素中(鐵礦石元素、煉鋼方法、鋼錠大小、冶煉技術等),主因是煉鋼方法和冶煉技術,偏析大將會引起熱脆、冷脆、裂縫、疲勞等一系列問題。當鋼材中碳、硫、磷、氧、氮、氫等元素的含量過高時,將會嚴重降低其塑性和韌性,脆性則相應增大。
(1)鋼中碳元素含量增高會使鋼的脆性轉變溫度升高,隨著含碳量的增加,鋼的最大恰貝沖擊值顯著降低。
(2)磷對鋼脆性轉變溫度影響隨磷含量增加,鋼脆性轉變溫度升高,硫與磷的存在對鋼的斷裂韌性起有害作用,硫危害性更大。
(3)鋼中錳元素的存在對改善其脆性性能有一定幫助,隨錳與碳之比值提高,碳、磷有害作用下降,鋼的脆性轉變溫度顯著降低。
二、應力集中
當鋼材在某一局部出現應力集中,則出現了同號的二維或三維應力場使材料不易進入塑性狀態,從而導致脆性破壞。應力集中越嚴重,鋼材的塑性降低愈多,同時脆性斷裂的危險性也愈大。鋼結構或構件的應力集中主要與構造細節有關。
三、加工環境
當螺栓受到較大的動載作用或者處於較低的環境溫度下工作時,螺栓脆性破壞的可能性增大。
(1)當溫度升高時,鋼材的強度及彈性模量均有變化,一般是強度降低,塑性增大。隨著溫度的不斷升高,而塑性和沖擊韌性下降出現所謂的「藍脆現象」,此時進行熱加工鋼材易發生裂紋,鋼結構幾乎完全喪失承載力。
(2)當溫度降低,鋼材強度略有提高,而塑性韌性降低,脆性增大。尤其當溫度下降到某一溫度區間時,鋼材的沖擊韌性值急劇下降,出現低溫脆斷。通常又把鋼結構在低溫下的脆性破壞稱為「低溫冷脆現象」,產生的裂紋稱為「冷裂紋」。
四、載入速率的影響
大量實驗表明,高的載入速率會使材料出現脆斷的危險增加,一般認為其影響與降低溫度相當。隨著變形速率的增大,材料的屈服強度將會增加,其原因是材料來不及進行塑性變形和滑移,因而位錯擺脫束縛進行滑移所需的熱激活時間減少,使脆性轉變溫度提高,所以易於產生脆斷。當試件上有缺口時,應變速率的影響更為顯著。脆性裂紋一經產生,裂紋尖端就會有很嚴重的應力集中,這一急驟增加的應力,相當於一個載入速率很高的荷載,使裂紋迅速失穩擴展,最後使整個結構發生脆性破壞。
五、冷鐓成型油的使用
使用菜籽油、機械油、再生油等非專用油品也會發生工件斷裂的問題,主要原因是非專用油品其不含有冷鐓工藝所需要的添加劑成分,性能不能滿足工藝要求。在加工過程中油膜瞬間破裂,沖棒與工件直接接觸,因作用力的釋放導致工件發生脆性斷裂。
綜合上述原因:材質缺陷,應力集中,加工環境,載入速率及工藝原料是影響脆性斷裂的主要因素,其中應力集中的影響尤為重要。在此值得一提的是,應力集中一般不影響鋼結構的靜力極限承載力,在設計時通常不考慮其影響。但在動載作用下,嚴重的應力集中加上材質缺陷,殘余應力,冷卻硬化,低溫環境等往往是導致脆性斷裂的根本原因。

② 史上最全鋼材斷裂的基本分析,強烈(2)

4. 含碳量在0.3%~0.8%的影響

亞共析鋼的含碳量在0.3%~0.8%,先共析鐵素體是連續相並首先在奧氏體晶界形成。珠光體在奧氏體晶粒內形成,同時占顯微組織的35%~100%。此外,還有多種聚集組織在每一個奧氏體晶粒內形成,使珠光體成為多晶體。

由於珠光體強度比先共析鐵素體高,所以限制了鐵素體的流動,從而使鋼的屈服強度和應變硬化率隨著珠光體含碳量的增加而增加。限製作用隨硬化塊數量增加,珠光體對先共析晶粒尺寸的細化而增強。

鋼中有大量珠光體時,形變過程中會在低溫和/或高應變率時形成微型解理裂紋。雖然也有某些內部聚集組織斷面,但斷裂通道最初還是沿著解理面穿行。所以,在鐵素體片之間、相鄰聚集組織中的鐵素體晶粒內有某些擇優取向。

5. 貝氏體鋼斷裂

在含碳量為0.10%的低碳鋼中加入0.05%鉬和硼可優化通常發生在700~850℃奧氏體-鐵素體轉變,且不影響其後在450℃和675℃時奧氏體-貝氏體轉變的動力學條件。

在大約525~675℃之間形成的貝氏體,通常稱為“上貝氏體”;在450~525℃之間形成的稱為“下貝氏體”。兩種組織均由針狀鐵素體和分散的碳化物組成。當轉變溫度從675℃降至450℃時,未回火貝氏體的抗拉強度會從585MPa升高至1170MPa。

因為轉變溫度由合金元素含量決定,並間接影響屈服和抗拉強度。這些鋼獲得的高強度是以下兩種作用的結果:

1)當轉變溫度降低時,貝氏體鐵素體片尺寸不斷細化。

2)在下貝氏體內精細的碳化物不斷分散。 這些鋼的斷口特徵在很大程度上取決於抗拉強度和轉變溫度。

有兩種作用要注意:第一,一定的抗拉強度級別,回火下貝氏體的夏比沖擊性能遠遠優於未回火的上貝氏體。原因是在上貝氏體中,球光體內的解理小平面切割了若干貝氏體晶粒,決定斷裂的主要尺寸是奧氏體晶粒尺寸。

在下貝氏體中,針狀鐵素體內的解理面未排成一直線,因此決定準解理斷裂面是否斷裂的主要特徵是針狀鐵素體晶粒尺寸。因為這里的針狀鐵素體晶粒尺寸僅為上貝氏體中的奧氏體晶粒尺寸的1/2。所以,在同一強度級別,下貝氏體轉變溫度比上貝氏體低許多。

除了上面的原因之外是碳化物分布。在上貝氏體中碳化物位於晶界沿線,並通過降低抗拉強度Rm增加脆性。在回火的下貝氏體中,碳化物非常均勻地分布的鐵素體中,同時通過限制解理裂紋以提高抗拉強度並促進球化珠光體細化。

第二,要注意的是未回火合金中轉變溫度與抗拉強度的變化。在上貝氏體中,轉變溫度的降低會使針狀鐵素體尺寸細化同時升高延伸強度Rp0.2。

在下貝氏體中,為獲得830MPa或更高的抗拉強度,也可通過降低轉變溫度提高強度的方法實現。然而,因為上貝氏體的斷口應力取決於奧氏體晶粒尺寸,而此時的碳化物顆粒尺寸已經很大,因此通過回火提高抗拉強度的作用很小。

6. 馬氏體鋼斷裂

碳或其它元素加入鋼中可延遲奧氏體轉變成鐵素體和珠光體或貝氏體,同時奧氏體化後如果冷卻速度足夠快,通過剪切工藝奧氏體會變成馬氏體而不需進行原子擴散。

理想的馬氏體斷裂應具有以下特徵。

◆ 因為轉變溫度很低(200℃或更低),四面體鐵素體或針狀馬氏體非常細。

◆ 因為通過剪切發生轉變,奧氏體中的碳原子來不及擴散出晶體,使鐵素體中的碳原子飽和從而使馬氏體晶粒拉長導致晶格膨脹。

◆ 發生馬氏體轉變要超過一定的溫度范圍,因為初始生成的馬氏體片給以後的奧氏體轉變成馬氏體增加阻力。所以,轉變後的結構是馬氏體和殘余奧氏體的混合結構。

為了保證鋼的性能穩定,必須進行回火。高碳(0.3%以上)馬氏體,在以下范圍內回火約1h,經歷以下三個階段。

1)溫度達到約100℃時,馬氏體某些過飽和碳沉澱並形成非常細小的ε-碳化物顆粒,分散於馬氏體中而降低碳含量。

2)溫度在100~300℃之間,任何殘余奧氏體都可能轉變成貝氏體和ε-碳化物。

3)在第3階段回火中,大約200℃起取決於碳含量和合金成分。當回火溫度升至共析溫度,碳化物沉澱變粗同時Rp0.2降低。

7.中強度鋼(620MPa

③ 鋼結構脆性斷裂破壞事故的因素有哪些

從一般情況上講,脆性破壞的主要特徵表現為斷裂時伸長量極其微小。如果鋼結構的最終破壞是由於其構件的脆性斷裂導致的,那麼我們稱結構發生了脆性破壞。對於脆性破壞的結構,幾乎觀察不到構件的塑性發展過程,往往沒有破壞的預兆,因而脆性破壞的後果經常是災難性的.工程設計的任何領域,無一例外地都要力求避免結構的脆性破壞。深圳鋼結構脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。
①過載斷裂:由於過載,鋼材強度不足而導致的斷裂。這種斷裂破壞發生的速度通常極高(可高達2 100 m/s),後果極其嚴重.在鋼結構中,過載斷裂只出現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。
②非過載斷裂:塑性很好的鋼構件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。
③應力腐蝕斷裂:在腐蝕性環境中承受靜力或准靜力荷載作用的結構,在遠低於屈服極限的應力狀態下發生的斷裂破壞稱為應力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結果。一般認為,強度越高則對應力腐蝕斷裂越敏感。而對於常見碳鋼和低合金鋼而言,屈服強度大於700 MPa時,才表現出對應力腐蝕斷裂的敏感性.
④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下,裂紋的失穩擴展導致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質的作用,會對構件的疲勞壽命產生更顯著的不利影響。近年來,由於海洋工程結構的發展,腐蝕疲勞已經成為疲勞研究的一個重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。
⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.
鋼結構脆性破壞在鉚接結構時期就已經有所發生,不過為數不多,因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時期,脆性破壞事故增多。從1938年發生比利時哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止,除船舶外,世界各地至少發生過40起引人注目的大型焊接結構破壞事故。
焊接結構出現脆性破壞事故比鉚接結構頻繁,其原因如下。
焊縫經常會或多或少存在一些缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等,這些缺陷往往成為斷裂的起源。
②焊接後鋼結構內部存在殘余應力。殘余應力未必是破壞的主因,但和其他因素結合在一起,可能導致開裂。
③焊接鋼結構的連接處往往有較大剛性,當出現三條相互垂直的焊縫時,材料的塑性變形就很難發展。給出焊接區應力一應變關系曲線和原材料應力一應變曲線的對比。
④焊接使結構形成連續的整體,一旦裂縫開展,就有可能一斷到底,不像在鉚接結構中,裂縫常常在接縫處終止。
⑤對選材在防止脆性破壞中的重要性認識不足。
1、網架質量如桿件變形、彎曲或者斷裂等
2、焊接不成熟,氣泡、微裂不達標准
3、網架撓度過大,超過了設計規定相應設計值的1.15倍。
4、預埋件不符合規范要求,間距、間差超標
5、樑柱端板孔位不對應,大小錯位
6、支撐、系桿、隅撐等位置不合理、或加工錯誤
深圳鋼結構脆性破壞事故的不斷發生,除了採用焊接外,還有以下原因:結構比過去復雜,有些結構的使用條件惡劣(如海洋結構),有的荷載很大,鋼材強度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢,設計時採用更精細的計算方法並利用材料非彈性性能以降低造價,致使結構的實際安全儲備比過去有所降低。

④ 45鋼脆性斷裂原因

沒有熱處理,那就是原材料本身有質量問題。有裂紋、有夾雜、組織不均勻、含碳量太高,超過了45號鋼應有的含量。從斷口看不象拉斷的,沒有一點收縮。也不象是鋼材,倒像是鑄鐵。像是扭斷的。

⑤ 螺紋鋼脆斷的原因

造成斷裂的原因有很多 可能是因為外力作用 也可能是因為溫度太低 也可能是因為溫度內太高 還有就是鋼的材料容有渣滓 或者是碳含量過高造成硬度高 塑性低 如果是要進行樓體的建設 建議使用低一型號的鋼材
但還是買到假貨的可能性最大

⑥ 45號鋼材容易脆斷是什麼原因

主要是含碳量大....

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