昨天了解了超高強度鋼的概念,今天再來看看主要問題。
超高強度鋼的主要問題是強度和脆性的矛盾。結(jié)構(gòu)鋼在強度較低的情況下,韌性的潛力尚大,此時,強度成了矛盾的主要焦點,人們的注意力集中在采用各種強化手段去挖掘材料的強度潛力。但是,隨著鋼的強度不斷提高,矛盾逐漸轉(zhuǎn)化,當(dāng)強度提高到足夠高的水平(例如>200公斤/平方毫米)時,矛盾的主要焦點就不再是強度而是如何解決鋼的脆性的問題了。如果此時鋼的脆性問題不能很好解決,那么,盡管鋼的強度還可以進一步提高,但由于在低應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生脆性斷裂而使材料的強度不能發(fā)出來,因此,鋼的脆性就成了超高強度鋼進一步發(fā)展的重大障礙。在超高強度鋼的強度范圍內(nèi),強度越高,鋼的缺口敏感性就越大。也就是說,隨抗拉強度增高,缺口強度反而下降。正是由于鋼的缺口敏感性的變化,使得鋼的疲勞強度不是隨鋼的抗拉強度的升高而直線上升,而是發(fā)生疲勞強度數(shù)值的漫散,甚至出現(xiàn)疲勞強度值的某些降低、實際上,對超高強度鋼來說,由于抗拉強度的不斷提高,鋼對各種表面缺陷如裂紋、夾雜、焊縫及表面加工所造成的缺陷顯得十分敏感。在鋼的使用過程中,在應(yīng)力的作用下,裂紋擴展,當(dāng)達到臨界尺寸時,裂紋就會在無塑性變形或者塑性變形很小的情況下突然擴展,導(dǎo)致材料發(fā)生災(zāi)難性的脆性破壞。由于這個原因,近年來,在超高強度鋼的研究和生產(chǎn)中,如何降低超高強化鋼的缺口敏感性、提高鋼的斷裂性成了人們努力的方向。
為了改善超高強度鋼的韌性,提高鋼在工作條件下的安全性和可靠性,應(yīng)當(dāng)盡可能降低鋼中夾雜、氣體以及有害雜質(zhì)元素(硫、磷、氧、氫、氮等)的含量。
材料在發(fā)展,研究在進步,現(xiàn)在遇到的問題未來終會有解決方法,現(xiàn)在我們要做的是堅持不懈的努力。
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