裂纹 百科内容来自于: 百度百科

裂纹,外文名;crack,例如:1、材料在应力或环境(或两者同时)作用下产生的裂隙;2 、裂璺;3 、瓷器在烧制时有意做成的像裂璺的花纹;4 、GB-T232-1988金属弯曲试验方法:微裂纹: 长度小于2mm, 宽度小于0.2mm;裂纹;长度2-5mm, 宽度0.2-0.5mm;裂缝:长度大于5mm, 宽度大于0.5mm;开裂:全宽度上的裂缝。还有不同材料的裂纹区分等。

释义:

1材料应力环境(或两者同时)作用下产生的裂隙。分微观裂纹和宏观裂纹。裂纹形成的过程称为裂纹形核。已经形成的微观裂纹和宏观裂纹在应力或环境(或两者同时)作用下,不断长大的过程,称为裂纹扩展或裂纹增长。裂纹扩展到一定程度,即造成材料的断裂。裂纹可分为:交变载荷下的疲劳裂纹;应力和温度联合作用下的蠕变裂纹;惰性介质中加载过程产生的裂纹;应力和化学介质联合作用下的应力腐蚀裂纹;进入后引起的氢致裂纹。每一类裂纹的形成过程及机理都不尽相同。裂纹的出现和扩展,使材料的机械性能明显变差。抗裂纹性是材料抵抗裂纹产生及扩展的能力,是材料的重要性能指标之一。
3瓷器在烧制时有意做成的像裂璺的花纹。
4 GB-T232-1988金属弯曲试验方法 附录A 规定
微裂纹: 长度小于2mm, 宽度小于0.2mm;
裂纹;长度2-5mm, 宽度0.2-0.5mm;
裂缝:长度大于5mm, 宽度大于0.5mm;
开裂:全宽度上的裂缝
裂纹(crack)
一种钢锭缺陷。裂纹按照在钢锭上存在的部位,可分为表面裂纹(图1)和内部裂纹(图2)。表面裂纹于精整时用肉眼即可观察到,其中的横向裂纹能引起轧材拉裂,纵向裂纹能引起轧材劈裂;内裂纹只有在低倍检验或无损探伤时才可发现,它可引起轧材的内裂,严重时能造成轧材分层。裂纹按形成的时期,可分为热裂纹和冷裂纹。前者是在钢锭凝固过程中或凝固后不久,由于热应力、钢液静压力、锭壳收缩阻力和其他外力的作用而引起的;后者是在钢锭冷却到固态相变时,由于相变组织应力和热应力的作用而引起。冷裂纹形成时有金属响声,故亦称“响裂”。热裂纹的断口粗糙、无光泽;冷裂纹的断口光滑、有金属光泽。

裂纹成因

钢锭在应力作用下,局部的实际变形量超过其塑性极限时,引起局部断裂,即成裂纹。热裂纹与冷裂纹具有不同的应力来源和断裂机理。

热裂纹的成因

钢在凝固以后的温降过程中,在三个温度区段中,呈现为脆性。钢中化学成分,特别是含碳量,影响其高温脆性的严重程度和脆性温度范围。通常,钢在刚凝固后不久,就进入第1个脆性温度区域。此时,钢锭凝固坯壳由于冷凝收缩而趋向离开钢锭模壁的支承,从而承受着内部钢水的静压力拉伸作用。同时,模壁某些不平整处阻碍钢锭坯壳的收缩,也会产生拉伸应力作用于局部坯壳。由于钢正处在高温脆性区域,这类应力所引起的坯壳局部变形,很容易超过钢的允许最大变形量,从而产生表面裂纹。随着温度的下降,不久又会进入钢的第2个高温脆性区域。对于低碳钢而言,1000~1100℃是第2脆性区域。此时,由于钢锭中各点的温度和温度变化速率不一样,引起热应力,很容易使局部变形超过允许最大变形量,从而产生表面裂纹和内裂纹,或者是使已有的裂纹扩大。

冷裂纹的成因

钢中奥氏体的比容最小,铁素体次之,马氏体的比容最大。因此,随着温度
下降,钢中奥氏体分解时,伴随有体积膨胀。这种膨胀受到周围材料约束而产生的应力,称为相变组织应力。同时,由于钢锭内外层存在显著的温度差和温度变化速率的不同,钢锭各点的热膨胀变形大小就不同,相互约束而引起应力,称为热应力。在相变组织应力和热应力作用下,钢锭的某些局部发生脆性断裂,即成冷裂纹。
冷裂纹是合金钢的主要缺陷,经常在850~600℃温度范围内奥氏体发生分解时产生。有时,在300℃以下,由于残余奥氏体分解,也能形成冷裂纹。
热裂纹防止措施 热裂是钢锭在热应力作用下,局部变形超过允许最大变形量而产生的。因此,增加钢的高温塑性,即改善钢的高温抗裂性,就是防止钢锭产生裂纹的一个重要方面。为此,降低钢中硫含量,适当增加钢中锰含量,采用变质剂或其它工艺措施增加钢锭中的等轴晶率,均可增加钢的抗裂性,起到防止裂纹的作用。
此外,针对各种裂纹形成时的外因,也可有不同的防止措旋。
收缩阻碍裂纹 收缩阻力作用于钢锭表面。引起各类表面裂纹:
(1)飞翅旁的面纵裂和角纵裂。由于锭模内壁开裂,钢液渗入形成飞翅,阻碍局部凝壳冷凝收缩,致使其近旁产生的裂纹。因此应将锭模内壁的开裂修磨平,以防其引起钢锭裂纹。
(2)表面龟裂。由于钢锭模内壁龟裂,钢液渗入产生网状飞翅,从而局部阻碍冷凝收缩,致成网状裂纹。其防止措施是,注意钢锭模内壁的修磨和钢锭模更新。
(3)下部横裂。由于模底砖损坏,钢锭模底孔被熔蚀粘钢而阻碍钢锭纵向冷凝收缩,致使钢锭下部产生横裂。此外,若钢锭模内壁过于粗糙,也会阻碍钢锭纵向收缩,导致横裂。防止措施是注意安放好模底砖,加强锭模修磨管理。
(4)头部横裂。由于保温帽内衬破损、安装不当,或者是钢水溢出钢锭模,造成钢锭悬挂,使其头部在锭重的拉力作用下而产生横裂。为防止这种横裂,正确安装和安放保温帽,需注意保温帽与钢锭模间的密封连接,以防钢水渗入缝隙后造成悬挂。同时浇注时不要溢钢造成悬挂。
(5)底部飞边裂纹。由于锭模与底盘接合不紧密,钢水渗入形成飞边阻碍底部收缩而产生。故需注意模底面修磨和列模操作良好。
(6)凸块阻碍裂纹。由于模壁凹坑造成锭面凸块,阻碍坯壳局部收缩,致成裂纹。需修磨平模壁上的凹坑。
(7)重皮邻近裂纹。由于重皮对坯壳局部收缩的阻碍,产生收缩阻碍应力。同时由于在重皮边缘处钢水渗入不满,形成表面凹坑,此处导热恶化,坯壳较薄。故而在重皮邻近处产生裂纹。为防止这种裂纹产生浇注时应恰当控制注速,变化缓慢、开浇稳定,防止重皮形成。
(8)黏模阻碍裂纹。由于模温或注温过高,造成坯壳粘模,阻碍收缩,致成裂纹。其防止措施是,合理控制模温和注温。
扁锭宽面纵裂 锭壳承受钢水静压力时,其横截面的每一个边均似一个两端固定而承受静压均布载荷的梁。其宽面上梁的两支点跨度最大,故宽面中心所受拉应力最大,极易引起纵裂。为减小该处的拉应力,就要设法减小钢锭宽面上受静压力支承点之间的距离。为此,对于一般扁锭,应控制宽厚比不大于3;对于大扁锭,可在宽面上设计几条纵向凸筋,以增加模壁对坯壳的支点,减小支点之间的跨度。
轴心晶间裂纹 在锭心凝固时,钢锭外层约束着心部的凝固收缩,产生拉力,致使锭心产生放射状的裂纹。此时,若锭心钢液的流动性不好,不能补流入已出现的裂纹,则裂纹将留存下来而成轴心晶间裂纹。含铬量高的钢种,诸如Cr5Mo、1Crl3、Crl7、Cr25、Cr27、18CrNiW等,导热性差、高温塑性差、流动性差,因而易产生这种裂纹。其防止办法是,增大锭模锥度,以改善锭心凝固时钢液补入的条件,从而充填消除轴心晶间裂纹。此外,加大钢锭的加工压缩比,也可促使轴心晶间裂纹弥合。
冷裂纹的防止措施 由于相变而发生的组织应力是引起冷裂纹的主要原因。因此,在冷却过程中,相变体积膨胀愈小的钢种则冷裂倾向愈小。故而莱氏体钢和马氏体钢的冷裂倾向最大,珠光体钢次之,铁素体钢较小;奥氏体钢冷却时无相变,基本不产生冷裂。为了防止冷裂,可以让冷凝完毕的钢锭缓慢冷却,长时间保持较高温度,保证奥氏体能充分分解成珠光体,以减小相变组织应力。在实际操作中,根据钢种不同和钢锭的大小不同,亦即根据其热应力和相变组织应力的严重程度不同,可以采用不同的缓冷措施。
常用的缓冷措施有3种:
(1)模冷,即让钢锭留在已被加热的锭模内慢慢冷却后再脱模
(2)坑冷,即将脱模的红热钢锭堆入一个耐火材料砌成的保温坑内缓慢冷却;
(3)退火,即将脱模的红热钢锭送入专用的退火炉,进行长时间退火,保证奥氏体组织完全分解成珠光体。
通常,针对不同钢种和钢锭大小,分别选用的措施有:
(1)珠光体钢(含合金元素较少、含碳较低)采用模冷。
(2)珠光体钢(含合金元素较多、含碳较高),小钢锭采用模冷,大钢锭采用坑冷。
(3)珠光体-马氏体钢,采用坑冷或退火。
(4)半铁素体-半马氏体钢、含碳较少的马氏体钢,小钢锭采用坑冷,大钢锭采用退火。
(5)马氏体钢(含碳量较高)、莱氏体钢,均应采用退火。
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- 来自原声例句
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