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45号精密钢管晶界强化

晶界強化是一类极其重要的強化机制,不仅能够提升強度,并且能有效改善钢的柔韧性。这类性能是其它強化机制所不拥有的。

45号精密钢管晶界強化的机制是:因为晶界的出现,造成在晶界处造成弹性变形不和谐和塑性形变不和谐。这两类不和谐问题均会在晶界处造成应力集中,以保持两晶体在晶界处的持续性。其结论是在晶界周围造成二次挪动,使位错快速繁殖,产生加工硬化微区,妨碍位错活动。这类因为晶界两边晶体形变的不融合性,在晶界周围造成的位错叫做几何上需要的位错。还有,因为晶界的出现,挪动位错无法立即穿过晶界,进而毁坏了挪动体系的持续性,妨碍了位错的活动。

究其原因,都是由于晶界的出现而使位错活动不畅,进而实现強化成效。晶体越精细化,晶界总数就越高,其強化成效也就越好。

关于碳化物颗粒度对45#精密钢管的疲劳寿命的影响,一般认为碳化物颗粒越细小,疲劳寿命越高,可提髙寿命1.5〜2.0倍。但是,碳化物过分精细化,使退火硬度增高,给切削加工带来困难。碳化物粒度对45号精密钢管的疲劳寿命的影响是通过转变甚体固溶成分而起作用的。

45号精密钢管淬火是从非平衡的奥氏体急冷下来,马氏体基体虽然有一个平均碳浓度,但实上在碳化物周围和远离碳化物处的碳浓度是不一样的,即偏离平均浓度。无缝精密光亮管原始组织中碳化物颗粒粗大,颗粒间平均距离就大,奥氏体成分不易实现均匀,淬火后基体浓度差就大。反之,颗粒细小,基体浓度差就小。如果浓度差很大,碳浓度髙处和低处钢的疲劳寿命就低,所以平均寿命也就低。

为了获得均匀细颗粒的球化组织,不仅需要控制球化退火工艺,还须控制退火前的原始组织,尽可能消除网状碳化物、带状碳化物和液析碳化物,否则优良的球化退火组织就无法得到。

从研究数据得出,运用晶界強化45号精密钢管的途径如下:

1.运用合金元素转变晶界的性能,提升Ks值。可以向钢中添加表层活性元素,如C,N,Ni,Si等,以便在α-Fe晶界上偏聚,提升晶界妨碍位错活动的水平。

2.运用合金元素精细化晶体。通过减少晶体尺寸增加晶界总数。常用的方法是向钢中添加Al,Nb,V,Ti等元素,产生难熔的第二相质点,妨碍奥氏体晶界挪动,间接性精细化铁素体或马氏体的晶体。但有人证明,当第二相粒子长到一定尺寸后,会失去对晶界的钉扎作用。因此,从精细化晶体的角度出发,希望所产生的第二相稳定性髙,不易聚集长大。为此,可向45号精密钢管中添加能产生强碳化物或强氮化物的元素,如Al,V,Ti,Nb,Zr等。这经常是钢合金化的一种关键核心点。此外,精细化精密无缝管晶体还可以用热处理方法,如正火、反复快速奥氏体化及控制轧制等。

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