Page 50 - 理化检验-物理分册2023年第六期

花艳侠, 等: 45钢连铸坯的高温拉伸性能

第二类脆性区。在温度为950~1200℃时, 45钢有

良好的塑性, 断面收缩率均大于60% 。

图2 试样的加热工艺试验过程示意
2 试验结果

2.1 45 钢连铸坯的高温抗拉强度极限及断面收 图3 45钢高温抗拉强度、 断面收缩率与温度的关系
缩率 2.2 拉伸试验后试样的微观形貌
根据不同试验温度下获得的应力 - 应变曲线的 用光学显微镜对拉断的7根45钢连铸坯试样
高温抗拉强度数据, 整理得到 45 钢的高温抗拉强 进行观察, 发现试样中均明显分布着 MnS夹杂。将
度、 断面收缩率与温度的关系( 见图 3 )。从图 3 可 试样用体积分数为 4% 的硝酸乙醇溶液腐蚀后, 发
以看出: 高温抗拉强度随温度的升高而逐渐降低, 这 现铁素体沿原奥氏体晶界析出, 形成铁素体网, MnS
是因为随着温度的升高, 晶体结构发生变化, 位错减 夹杂集中分布在铁素体相中, 同时伴随出现了橙色
少, 原子移动较为容易, 从而抗拉强度降低。从变化 的多边形碳氮化物, 沿夹杂相可见明显拉伸开裂。

趋势上看, 温度小于900℃时, 随着温度的升高, 其 650℃和850℃时拉伸试样的显微组织形貌如图4

抗拉强度下降得相对较快, 而在温度大于900℃时, 所示。由图4可知: 45钢连铸坯的原始晶界上明显
抗拉强度下降得相对缓慢一些。 有 MnS夹杂偏聚和碳氮化物析出, 降低了钢的塑
一般认为 [ 2 ] , 断面收缩率小于 60% 时为脆性 性。在拉伸过程中, 试样在较低的变形程度下发生

区。从图 3 可以看出: 45 钢有两类脆性温度区, 了断裂, 因此在温度为600~900℃下试验所得试样

1200~1350℃ 为第一类脆性区, 600~900℃ 为 的整体断面收缩率较小。

图4 650 , 850℃时拉伸试样的显微组织形貌

用扫描电镜及能谱仪对不同脆性温度区的拉 界析出, 在高温拉伸过程中, 这些质点成为了拉伸
伸试样断口进行分析。第一类脆性温度区为高温 开裂的起裂源。

区, 也称为熔点脆化区。在温度大于 1200℃ 时, 在中温区( 900~1200 ℃ ), 断口为韧性断口,

45钢连铸坯的塑性急剧下降。在高温区, 断口较 呈明显的韧窝形貌。温度为1050℃时试样断口的
平滑, 呈液相凝固自由收缩特征, 晶粒细小, 沿晶 SEM 形貌如图6所示, 由图 6 可知: 断口由大量的

界液膜处断裂。温度为 1300 ℃ 时 的 试 样 断 口 等轴韧窝组成, 呈塑性断裂特征, 等轴韧窝小而密,
SEM 形貌及能谱分析结果如图 5 所示, 高温下断 宏观表现为塑性较好。
口局部熔化, 能谱分析可见断口处分布着细小的 第 二 类 为 脆 性 温 度 区, 即 低 温 区 ( 600~
MnS夹杂, 高温下微小的硫化物质点在奥氏体晶 900℃ ), 通过观察, 低温断口呈“ 冰糖” 状, 呈沿晶脆

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