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钢材摔断原因是什么意思

发布时间:2024-05-28 05:01:00

① 螺栓生产过程中出现断裂的原因有哪些

在紧固件制造中正确选用紧固件材料是重要一环,因为紧固件的性能和其材料有着密切的关系。如材料选择不当或不正确,可能造成性能达不到要求,使用寿命缩短,甚至发生意外或加工困难,制造成本高等。下面就简单介绍下螺栓生产过程中出现断裂的原因有哪些:
一、材质缺陷
影响偏析的因素中(铁矿石元素、炼钢方法、钢锭大小、冶炼技术等),主因是炼钢方法和冶炼技术,偏析大将会引起热脆、冷脆、裂缝、疲劳等一系列问题。当钢材中碳、硫、磷、氧、氮、氢等元素的含量过高时,将会严重降低其塑性和韧性,脆性则相应增大。
(1)钢中碳元素含量增高会使钢的脆性转变温度升高,随着含碳量的增加,钢的最大恰贝冲击值显著降低。
(2)磷对钢脆性转变温度影响随磷含量增加,钢脆性转变温度升高,硫与磷的存在对钢的断裂韧性起有害作用,硫危害性更大。
(3)钢中锰元素的存在对改善其脆性性能有一定帮助,随锰与碳之比值提高,碳、磷有害作用下降,钢的脆性转变温度显著降低。
二、应力集中
当钢材在某一局部出现应力集中,则出现了同号的二维或三维应力场使材料不易进入塑性状态,从而导致脆性破坏。应力集中越严重,钢材的塑性降低愈多,同时脆性断裂的危险性也愈大。钢结构或构件的应力集中主要与构造细节有关。
三、加工环境
当螺栓受到较大的动载作用或者处于较低的环境温度下工作时,螺栓脆性破坏的可能性增大。
(1)当温度升高时,钢材的强度及弹性模量均有变化,一般是强度降低,塑性增大。随着温度的不断升高,而塑性和冲击韧性下降出现所谓的“蓝脆现象”,此时进行热加工钢材易发生裂纹,钢结构几乎完全丧失承载力。
(2)当温度降低,钢材强度略有提高,而塑性韧性降低,脆性增大。尤其当温度下降到某一温度区间时,钢材的冲击韧性值急剧下降,出现低温脆断。通常又把钢结构在低温下的脆性破坏称为“低温冷脆现象”,产生的裂纹称为“冷裂纹”。
四、加载速率的影响
大量实验表明,高的加载速率会使材料出现脆断的危险增加,一般认为其影响与降低温度相当。随着变形速率的增大,材料的屈服强度将会增加,其原因是材料来不及进行塑性变形和滑移,因而位错摆脱束缚进行滑移所需的热激活时间减少,使脆性转变温度提高,所以易于产生脆断。当试件上有缺口时,应变速率的影响更为显著。脆性裂纹一经产生,裂纹尖端就会有很严重的应力集中,这一急骤增加的应力,相当于一个加载速率很高的荷载,使裂纹迅速失稳扩展,最后使整个结构发生脆性破坏。
五、冷镦成型油的使用
使用菜籽油、机械油、再生油等非专用油品也会发生工件断裂的问题,主要原因是非专用油品其不含有冷镦工艺所需要的添加剂成分,性能不能满足工艺要求。在加工过程中油膜瞬间破裂,冲棒与工件直接接触,因作用力的释放导致工件发生脆性断裂。
综合上述原因:材质缺陷,应力集中,加工环境,加载速率及工艺原料是影响脆性断裂的主要因素,其中应力集中的影响尤为重要。在此值得一提的是,应力集中一般不影响钢结构的静力极限承载力,在设计时通常不考虑其影响。但在动载作用下,严重的应力集中加上材质缺陷,残余应力,冷却硬化,低温环境等往往是导致脆性断裂的根本原因。

② 史上最全钢材断裂的基本分析,强烈(2)

4. 含碳量在0.3%~0.8%的影响

亚共析钢的含碳量在0.3%~0.8%,先共析铁素体是连续相并首先在奥氏体晶界形成。珠光体在奥氏体晶粒内形成,同时占显微组织的35%~100%。此外,还有多种聚集组织在每一个奥氏体晶粒内形成,使珠光体成为多晶体。

由于珠光体强度比先共析铁素体高,所以限制了铁素体的流动,从而使钢的屈服强度和应变硬化率随着珠光体含碳量的增加而增加。限制作用随硬化块数量增加,珠光体对先共析晶粒尺寸的细化而增强。

钢中有大量珠光体时,形变过程中会在低温和/或高应变率时形成微型解理裂纹。虽然也有某些内部聚集组织断面,但断裂通道最初还是沿着解理面穿行。所以,在铁素体片之间、相邻聚集组织中的铁素体晶粒内有某些择优取向。

5. 贝氏体钢断裂

在含碳量为0.10%的低碳钢中加入0.05%钼和硼可优化通常发生在700~850℃奥氏体-铁素体转变,且不影响其后在450℃和675℃时奥氏体-贝氏体转变的动力学条件。

在大约525~675℃之间形成的贝氏体,通常称为“上贝氏体”;在450~525℃之间形成的称为“下贝氏体”。两种组织均由针状铁素体和分散的碳化物组成。当转变温度从675℃降至450℃时,未回火贝氏体的抗拉强度会从585MPa升高至1170MPa。

因为转变温度由合金元素含量决定,并间接影响屈服和抗拉强度。这些钢获得的高强度是以下两种作用的结果:

1)当转变温度降低时,贝氏体铁素体片尺寸不断细化。

2)在下贝氏体内精细的碳化物不断分散。 这些钢的断口特征在很大程度上取决于抗拉强度和转变温度。

有两种作用要注意:第一,一定的抗拉强度级别,回火下贝氏体的夏比冲击性能远远优于未回火的上贝氏体。原因是在上贝氏体中,球光体内的解理小平面切割了若干贝氏体晶粒,决定断裂的主要尺寸是奥氏体晶粒尺寸。

在下贝氏体中,针状铁素体内的解理面未排成一直线,因此决定准解理断裂面是否断裂的主要特征是针状铁素体晶粒尺寸。因为这里的针状铁素体晶粒尺寸仅为上贝氏体中的奥氏体晶粒尺寸的1/2。所以,在同一强度级别,下贝氏体转变温度比上贝氏体低许多。

除了上面的原因之外是碳化物分布。在上贝氏体中碳化物位于晶界沿线,并通过降低抗拉强度Rm增加脆性。在回火的下贝氏体中,碳化物非常均匀地分布的铁素体中,同时通过限制解理裂纹以提高抗拉强度并促进球化珠光体细化。

第二,要注意的是未回火合金中转变温度与抗拉强度的变化。在上贝氏体中,转变温度的降低会使针状铁素体尺寸细化同时升高延伸强度Rp0.2。

在下贝氏体中,为获得830MPa或更高的抗拉强度,也可通过降低转变温度提高强度的方法实现。然而,因为上贝氏体的断口应力取决于奥氏体晶粒尺寸,而此时的碳化物颗粒尺寸已经很大,因此通过回火提高抗拉强度的作用很小。

6. 马氏体钢断裂

碳或其它元素加入钢中可延迟奥氏体转变成铁素体和珠光体或贝氏体,同时奥氏体化后如果冷却速度足够快,通过剪切工艺奥氏体会变成马氏体而不需进行原子扩散。

理想的马氏体断裂应具有以下特征。

◆ 因为转变温度很低(200℃或更低),四面体铁素体或针状马氏体非常细。

◆ 因为通过剪切发生转变,奥氏体中的碳原子来不及扩散出晶体,使铁素体中的碳原子饱和从而使马氏体晶粒拉长导致晶格膨胀。

◆ 发生马氏体转变要超过一定的温度范围,因为初始生成的马氏体片给以后的奥氏体转变成马氏体增加阻力。所以,转变后的结构是马氏体和残余奥氏体的混合结构。

为了保证钢的性能稳定,必须进行回火。高碳(0.3%以上)马氏体,在以下范围内回火约1h,经历以下三个阶段。

1)温度达到约100℃时,马氏体某些过饱和碳沉淀并形成非常细小的ε-碳化物颗粒,分散于马氏体中而降低碳含量。

2)温度在100~300℃之间,任何残余奥氏体都可能转变成贝氏体和ε-碳化物。

3)在第3阶段回火中,大约200℃起取决于碳含量和合金成分。当回火温度升至共析温度,碳化物沉淀变粗同时Rp0.2降低。

7.中强度钢(620MPa

③ 钢结构脆性断裂破坏事故的因素有哪些

从一般情况上讲,脆性破坏的主要特征表现为断裂时伸长量极其微小。如果钢结构的最终破坏是由于其构件的脆性断裂导致的,那么我们称结构发生了脆性破坏。对于脆性破坏的结构,几乎观察不到构件的塑性发展过程,往往没有破坏的预兆,因而脆性破坏的后果经常是灾难性的.工程设计的任何领域,无一例外地都要力求避免结构的脆性破坏。深圳钢结构脆性断裂破坏大致可分为以下几类。
①过载断裂:由于过载,钢材强度不足而导致的断裂。这种断裂破坏发生的速度通常极高(可高达2 100 m/s),后果极其严重.在钢结构中,过载断裂只出现在高强钢丝束、钢绞线和钢丝绳等脆性材料做成的构件。
②非过载断裂:塑性很好的钢构件在缺陷、低温等因素影响下突然呈脆性断裂。
③应力腐蚀断裂:在腐蚀性环境中承受静力或准静力荷载作用的结构,在远低于屈服极限的应力状态下发生的断裂破坏称为应力腐蚀断裂。它是腐蚀和非过载断裂的综合结果。一般认为,强度越高则对应力腐蚀断裂越敏感。而对于常见碳钢和低合金钢而言,屈服强度大于700 MPa时,才表现出对应力腐蚀断裂的敏感性.
④疲劳断裂与腐蚀疲劳断裂:在交变荷载作用下,裂纹的失稳扩展导致的断裂破坏称为疲劳断裂;腐蚀性介质的作用,会对构件的疲劳寿命产生更显著的不利影响。近年来,由于海洋工程结构的发展,腐蚀疲劳已经成为疲劳研究的一个重要课题。疲劳断裂有高周和低周之分。循环周数在10以上者称为高周疲劳,属于钢结构中常见的情况。低周疲劳断裂前的周数只有几百或几十次,每次都有较大的非弹性应变.典型的低周疲劳破坏往往产生于强烈地震作用下。
⑤氢脆断裂:氢可以在冶炼和焊接过程中侵人金属,造成材料韧度降低导致断裂。焊条在使用前需要烘干,就是为了防止氢脆断裂.
钢结构脆性破坏在铆接结构时期就已经有所发生,不过为数不多,因而没有引起人们的重视;在焊接逐渐取代铆接的时期,脆性破坏事故增多。从1938年发生比利时哈塞尔特的全焊空腹析架桥破坏到1960年止,除船舶外,世界各地至少发生过40起引人注目的大型焊接结构破坏事故。
焊接结构出现脆性破坏事故比铆接结构频繁,其原因如下。
焊缝经常会或多或少存在一些缺陷,如裂纹、欠焊、夹渣和气孔等,这些缺陷往往成为断裂的起源。
②焊接后钢结构内部存在残余应力。残余应力未必是破坏的主因,但和其他因素结合在一起,可能导致开裂。
③焊接钢结构的连接处往往有较大刚性,当出现三条相互垂直的焊缝时,材料的塑性变形就很难发展。给出焊接区应力一应变关系曲线和原材料应力一应变曲线的对比。
④焊接使结构形成连续的整体,一旦裂缝开展,就有可能一断到底,不像在铆接结构中,裂缝常常在接缝处终止。
⑤对选材在防止脆性破坏中的重要性认识不足。
1、网架质量如杆件变形、弯曲或者断裂等
2、焊接不成熟,气泡、微裂不达标准
3、网架挠度过大,超过了设计规定相应设计值的1.15倍。
4、预埋件不符合规范要求,间距、间差超标
5、梁柱端板孔位不对应,大小错位
6、支撑、系杆、隅撑等位置不合理、或加工错误
深圳钢结构脆性破坏事故的不断发生,除了采用焊接外,还有以下原因:结构比过去复杂,有些结构的使用条件恶劣(如海洋结构),有的荷载很大,钢材强度和钢板厚度都有提高和增大的趋势,设计时采用更精细的计算方法并利用材料非弹性性能以降低造价,致使结构的实际安全储备比过去有所降低。

④ 45钢脆性断裂原因

没有热处理,那就是原材料本身有质量问题。有裂纹、有夹杂、组织不均匀、含碳量太高,超过了45号钢应有的含量。从断口看不象拉断的,没有一点收缩。也不象是钢材,倒像是铸铁。像是扭断的。

⑤ 螺纹钢脆断的原因

造成断裂的原因有很多 可能是因为外力作用 也可能是因为温度太低 也可能是因为温度内太高 还有就是钢的材料容有渣滓 或者是碳含量过高造成硬度高 塑性低 如果是要进行楼体的建设 建议使用低一型号的钢材
但还是买到假货的可能性最大

⑥ 45号钢材容易脆断是什么原因

主要是含碳量大....

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