D0I:10.13374/i.is8n1001-053x.1984.02.006 北京钢铁学院学报 1984年第2期 铁铬铝合金裂纹的形成 北京钢铁学院杜国维蔡家敏 北京钢丝厂袁德生 杨亚生 摘 要 应用声发射及电锈技术，研究了铁铬铝合金在生产中裂纹的形成条件。 试验表明，沿拉拔方向导致裂纹的形成其主安原因是氢致滞后破坏，碳化物在晶界附近析出可降低合金 的塑性，此外，合金的脆性转变祖度较高，热应力也可以产生微裂纹。 一、前 言 铁铬铝高电阻电热合金，在其冷加工成材的生产过程中，常出现沿拉拔方向的纵向裂 纹，它降低了合金的成材率，是一个长期未能解决的问题。合金的裂纹的深度一般随线材 直径大小而不同，在弯曲或扭力的作用下，裂纹扩展可造成沿线材的纵向断裂。 产生上述现象的原因可能是多方面的影历史上KOPHNJIOB:1]曾强调合金中碳含量 偏高，由于碳化物的影响而使合金变脆影其后60 apnHoBa等[2：也曾指出：合金中非金属 夹杂物A12O3的出现，会导致合金塑性下降，也可能来自其它方面原因，例如氢脆、合金 中残余应力等。 杜国维、柯俊等工作3]表明：铁铬铝合金对氢脆是极为敏感的，当合金中平均氢含 量大于1Ppm时，合金的塑性随氢含量的增加而急剧下降，当合金中氢含量达2Ppm以上 时，合金处于脆性状态，这表现在室温下拉伸时，合金呈准解理断裂，拉伸断口齐平，在 扫描电镜下观察合金断口，可看到大量的二次裂纹；随着氢含量下降合金塑性提高的同 时，断口由准解理向韧窝型过渡。 为了探讨合金在成材过程中，导致裂纹形成的因素，试验研究了合金中碳化物结构类 型、形态以及它对合金力学性能的影响，应用声发射技术，接收合金在裂纹形成时所释放 的能量，研究合金中由于应力及微量氢的存在，导致裂纹形成的条件，在此基础上对裂纹 的形貌在扫描电镜下进行研究，依据在生产中酸洗时合金可以吸氢以及在相应条件下合金 表层中氢含量测定，考虑合金的低温脆性以及在冷拔状态下的残余应力，本文将对合金中 裂纹形成的主要原因进行讨论。 二、实验过程 从生产中，选取试验用稀土铁铬铝合金，其化学成份如表1。为研究碳化物析出对合 金力学性能的影响，将1号合金退火并冷拔成中3毫米的线材，通过高温淬火及回火处理制 73北 京 铜 铁 学 院 学 报 年 第 期 铁铬铝合金裂纹的形成 匕京钢铁学院 北 京 钢 丝 厂 杜国维 蔡家敏 袁德生 杨亚生 摘 要 应 用 声发 射及 电镜技术 ， 研 究了铁铭铝合金在生产中裂纹 的 形成 条件 。 试验表明 沿 拉拔方向导致 裂纹的形成其主 要原 因是氢致 滞 后破坏， 碳化物在晶界附近析出可降低 合金 的 塑 性， 此 外 ， 合金的 脆性转变沮度较高 ， 热应力也可 以产生微 裂纹 。 一 、 前 言 铁铬铝 高电阻 电热合金 ， 在其冷加 工成材的生产过程 中 ， 常出现沿拉拔方 向的纵向裂 纹 ， 它 降低了合金的成材率 ， 是 一个长期未能 解决的 问题 。 合金的裂纹的深度一般随线材 直径大小而不 同 ， 在弯 曲或扭力的作用下 ， 裂纹扩展可造成沿线材的纵 向断裂 。 产生上述现 象的原因可能是多方面 的 历史上 月 二‘ 〕 曾强调 合金 中碳含 量 偏高 ， 由于碳化物的影响而使合金变脆， 其后 。 。 等 〔 二也 曾指 出 合金 中非金属 夹杂物 的出现 ， 会导致合金塑性下降， 也可能来 自其它方面原 因 ， 例 如氢脆 、 合金 中残余应力等 。 杜国维 、 柯俊等工作二 」表明 铁铬铝合金对氢脆是极 为敏感 的， 当合金 中平 均 氢 含 量大于 时 ， 合金的塑性随氢含量的增加而急剧下 降 ， 当合金 中氢含 量 达 以 上 时 ， 合金处于脆性状态 ， 这表现在室温下拉伸时 ， 合金呈准解理断裂 ， 拉伸断 口 齐 平 ， 在 扫描电镜下 观察合金断 口 ， 可看到大量的二次裂纹， 随着氢含量下 降合金塑 性 提 高 的 同 时 ， 断 口 由准解理 向韧窝型过渡 。 为了探讨合金在成材过程 中 ， 导致裂纹形成 的 因素 ， 试验研 究了合金 中碳化物结构类 型 、 形态 以及它 对合金力学 性能 的影响， 应用声发射技术 ， 接收合金在裂 纹形成时所释放 的能量 ， 研 究合金 中由于 应力及微量 氢的存在 ， 导致裂 纹形成的条件 ， 在 此基础上对裂纹 的形貌在扫描 电镜 下进行研 究， 依据在生产中酸洗时合金可 以吸 氢以及在相应条件下 合金 表层 中氢 含量测定 ， 考虑合金的低温 脆性以及在冷 拔状态 下 的残余应力 ， 本文将对合金 中 裂 纹形成的主要原 因进行讨论 。 二 、 实 验 过 程 从生 产 中 ， 选取试 验用 稀土 铁铬铝合金 ， 其化学成 份如表 。 为研究碳化物析出 对 合 金力学性能的影 响 ， 将 号合金退火并 冷拔成 中 毫米 的线材 ， 通过高温淬火及 回火 处 理制 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1984．02．006