金屬鋼材的冷脆現(xiàn)像
發(fā)布時間:2020-08-25 01:39:49
冷脆,即低溫脆性,指某些金屬或合金在低于再結(jié)晶溫度或低溫(一般為100~-100℃)時,沖擊韌性急劇下降的現(xiàn)象。有時也指含磷量較高的鋼在冷作加工過程中所發(fā)生的脆性現(xiàn)象。
低溫脆性在體心立方晶體、六方晶體及三方晶體的金屬及合金中較為嚴重,低溫脆性發(fā)生的溫度,即使是同一金屬也是不固定的。黑心可鍛鑄鐵在含磷、硫量高或退火溫度在550℃以下緩冷時,晶界上有磷共品析出,可發(fā)生冷脆。斷口呈白色。
冷脆與材料的韌性和脆性聯(lián)系緊密。高韌性的材料不容易發(fā)生冷脆,反之就容易發(fā)生。在溫度低于一個特定溫度的時候,材料的吸收的沖擊功會突然減小,從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈裕@一溫度即為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。實驗上一般用沖擊試驗來確定這一溫度。
材料的晶體結(jié)構(gòu),基體相組織結(jié)構(gòu),溫度,引入新元素,相的大小及夾雜物等都會影響冷脆轉(zhuǎn)變溫度。磷在純鐵中有相當大的溶解度。磷能提高鋼的強度,但使其塑性和韌性降低,特別是它使鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度急劇升高,即提高了鋼的冷脆(低溫脆性)。
有些金屬材料,如工程上用的中低強度鋼,當溫度降低到某一程度時,會出現(xiàn)沖擊吸收能量明顯下降并引起脆性破壞的現(xiàn)象,稱為冷脆。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過多次由于低溫脆性造成的壓力容器、船舶、橋梁等大型鋼結(jié)構(gòu)脆斷的事故,造成巨大損失,如著名的泰坦尼克冰海沉船事故,美國二戰(zhàn)期間建造的焊接油輪“Victory”斷裂事故,西伯利亞鐵路斷軌事故等。