Page 75 - 理化检验-物理分册2022年第十期

闫利军, 等: Q345B 钢鱼尾板锻件断裂原因

位于断口上, 整个断口未见塑性变形, 说明鱼尾板断 1.3 化学成分分析
裂属于脆性断裂 [ 3 ] 。鱼尾板断口横截面左侧局部放 在断裂的 Q345B 钢鱼尾板上取样, 采用直读光
大的宏观形貌如图 3 所示, 由图 3 可以观察到许多 谱仪对鱼 尾 板 的 材 料 进 行 化 学 成 分 分 析, 结 果 如
闪点, 此外断口上还可观察到一些小裂口, 如图 3 中 表 1 所示。由表 1 可知, 其化学成分中碳元素的质

箭头指示。 量分数较标准 GB / T1591 — 2008 《 低合金高强度结
构钢》 要求偏高。
表 1 Q 345B 钢鱼尾板锻件的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn S P V Ti Nb
图 2 鱼尾板断口横截面的宏观形貌 实测值 0.23 0.53 1.50 0.026 0.029 <0.01<0.01<0.01

≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤
标准值
0.22 0.55 1.70 0.040 0.040 0.15 0.02 0.07
1.4 力学性能测试
在鱼尾板锻件长度方向( 纵向) 截取拉伸试样,

将其加工成直径为 8 mm 的圆形截面试样, 其拉伸
试验结果如表 2 所示。由表 2 可知: 测试结果符合

图 3 鱼尾板断口横截面左侧局部放大的宏观形貌 GB / T1591 — 2018 对厚度为 16~35mm 的 Q345B
钢的要求。
1.2 扫描电镜分析
在鱼尾板锻件长度方向 ( 纵向) 上截取冲击试
采用扫描电镜( SEM ) 分析断口, 断裂源处 SEM
样, 试样尺寸 ( 长 × 宽 × 高) 为 55 mm×10 mm×
形貌如图 4 所示。由图 4 可知: 断口较粗糙, 无疲劳
10mm , V 型缺口深度为 2mm , 缺口的轴线垂直于
断裂的特征, 也未见有早期裂纹的痕迹; 有小块区域
鱼尾板的上下表面。鱼尾板的试验温度和冲击吸收
较其他部位平坦, 是断裂后磕碰造成的。图 4b ) 为
能量如表 3 所示, 由表 3 可知: 鱼尾板的冲击吸收能
断口磕碰区和未磕碰区相邻处的局部放大图像, 发
量明显低于 GB / T1591 — 2018 相关要求, 而且冲击
现其以解理断口和少量的沿晶断口为主, 有些地方
试样呈结晶状断口, 颗粒粗大, 断口基本没有发生塑
断口有受压的痕迹, 是鱼尾板受到磕碰的地方。
性变形, 呈显著的脆性断裂特征 [ 4 ] 。
表 2 Q 345B 钢鱼尾板的拉伸性能

项目 抗拉强度 / MPa 下屈服强度 / MPa 断后伸长率 / %
T01 试样实测值 600 355 24.5
T02 试样实测值 610 360 24.5
标准值 470~630 ≥345 ≥22

表 3 Q 345B 钢鱼尾板的试验温度和冲击吸收能量

项目 试验温度 / ℃ 冲击吸收能量 / J
I01 试样实测值 20 15.8
I02 试样实测值 20 21.6
I03 试样实测值 20 17.4
标准值 20 ≥34

1.5 金相检验和能谱分析
在 Q345B 钢鱼尾板上取样进行金相检验, 结果
如图 5~6 所示, 由图 5~6 可知: 其组织为铁素体 +
图 4 断裂源处 SEM 形貌
珠光体, 这是 Q345B 钢的正常组织。检查试样的磨
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