Page 89 - 理化检验-物理分册2023年第十期
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孙善波: 30MnSi 预应力混凝土用钢棒延迟断裂原因
1.4 硬度测试 测试位置及硬度变化曲线如图4所示, 由图4可知,
截取 PC钢棒的横截面, 在钢棒横截面半径上 PC钢棒心部到表面的硬度较均匀, 说明截面成分均
等距的6个位置进行洛氏硬度测试, 每个位置测 3 匀, 热处理工艺得当。
次, 计算每个位置的平均硬度。 PC钢棒横截面硬度
图4 PC钢棒横截面硬度测试位置及硬度变化曲线
1.5 金相检验
1.5.1 纵截面夹杂物微观形貌
取断裂 PC钢棒的纵截面, 制备金相试样, 将试
样置于光学显微镜下观察, 结果如图 5 所示。由
图5可知: 试样中非金属夹杂物呈球状, 未发现微裂
纹, 根据 GB / T10561 — 2005 《 钢中非金属夹杂物含
量的测定 标准评级图显微检验法》 对夹杂物含量进
行评级, 该夹杂物评为 D 类细系1.0级。 图5 断裂 PC钢棒纵截面夹杂物微观形貌
1.5.2 横截面微观形貌
知: 试样3有多处微裂纹, 裂纹两侧局部存在脱碳;
在靠近断口位置截取横截面试样 3 , 4 , 将其置
试样4有结疤缺陷, 结疤上有氧化圆点, 结疤处存在
于光学显微镜下观察, 结果如图 6 所示。 由图 6 可
脱碳, 试样的基体组织均为回火屈氏体。
图6 试样3 , 4的微观形貌
1.5.3 PC钢棒原材料横截面显微组织形貌 2009的要求。断裂钢棒中心到表面的硬度较均匀;
在钢棒原材料横截面截取试样, 并置于光学显 PC钢棒试样的夹杂物含量较低, 说明夹杂物不是造
微镜下观察, 基圆上有多处裂纹, 深度约为 80~ 成 PC钢棒断裂的原因。
100 μ m , 裂纹周围有氧化圆点, 使用体积分数为4% 原材料表面存在裂纹和结疤两类缺陷。对比断
的硝酸乙醇溶液腐蚀后, 裂纹两侧存在明显脱碳和 裂的 PC 钢棒和原材料试样可知, 两者裂纹的形态
晶粒粗大现象( 见图7 )。 及深度类似。原材料裂纹中充满氧化铁, 裂纹内氧
化层和内部的氧化原点层之间存在一定关系, 裂纹
2 综合分析
内的氧化层可以保护钢基体不被氧化。随着氧化时
断裂 PC钢棒的化学成分符合 GB / T24587 — 间的延长, 裂纹内氧化层逐渐变厚, 当氧化时间延长
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