化学组成和夹杂物对试验钢轨断裂韧性的影响.pdfVIP

2014年第 1期 现 代 冶 金 23 化学组成和夹杂物对试验钢轨断裂韧性的影响 (印度)GaneshPuranik等 摘 要：钢轨由于其 自身特殊应用性，在标准中对其质量提出了较其它钢种更为严格的要求。钢轨需要完全满足 质量标准，象标准中明确规定的断裂韧性、疲劳和残余应力限制。采用 SENB试样，在MTS810伺服液压材料检测 系统中完成了断裂韧性测试，研究了非金属夹杂物对断裂韧性值的作用。断裂韧性值也与钢轨化学组成和力学性 能有关。在 KIc值较低的试样中，发现了相当高的硫化物夹杂，经过光谱分析，结果表明氢含量较高。 关键词：钢轨；夹杂物 ；断裂韧性 8c=KIc ／2盯YsE 1 前言 式中：8c一临界裂纹尖端开口位置 ； JSPL，Raigarh是印度私营企业 中仅有的钢轨生 盯Ys一屈服强度； 产制造厂，是该公司引以自豪的产品，该产品遵照 E一杨氏模量 ； IRS—T一12：2009标准，公司生产主要包括两个规 KIc一断裂韧性。 格，即 IRS52和UIC60。考虑到所有案例 问题，RD— 抗拉强废，擀 一 瑚 SO明确规定了标准，主要包括两部分内容：(1)接 受标准；(2)满足标准。 评定产品时，需要完成三个非传统试验 ，即断裂 韧性、疲劳和残余应力。已经研究了化学组成对冲 击韧性的重要影响，完成的测试揭示了元素对钢轨 篓 — ≯ 断裂韧性的作用，同时说明了硫化物夹杂对断裂韧 叁 性 的不利影响。 ^ 誊 蜃 群 2 文献回顾 藏 断裂韧性通常被称作 KIc，它是一个基本材料 性能，与屈服强度非常类似，其随变量而变化，象热 处理、织构 、冶炼操作、杂质、夹杂物等。 非金属夹杂物的存在 (无论是单个或串簇状形 濂Z 蠖．肿 式)减少断裂韧性，特别是在高强度水平钢 中。硫 图1 硫含量对各种强度的淬火和回火 化物夹杂含量 (也就是钢中的硫含量)对断裂韧性 4345钢断裂韧性影响 的影响如图1所示 (来源：ASM手册，19卷，疲劳和 断裂)。由于此作用，当选择合金钢作为某种关键 因此，通过控制夹杂物形态，降低夹杂物长度可 用途时，一般通常要求特殊的冶炼和操作工艺。 提高断裂韧性止裂的能力。通过添加稀土可获得此 硫含量不仅影响超高强度钢性能，而且可使其 效果，其与硫化锰结合形成很难变形的颗粒，其 中包 降低到中强钢级别。这是一个显微形核机理，如果 括硫化物、氧化物和／或者硫氧化物。 将硫化物夹杂长度与裂纹尖端开 口位置作图，可得 增加钢中的硫含量，可增加产品切削性 ，因此可 到如图2所示的反比关系。临界裂纹尖端开 口位置 将工具寿命作为使用标准。由于此条件比