Page 24 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

冯 帆：450 MPa级汽车用高强无间隙原子钢的低温脆性

样2重复上述试验步骤，得出二次加工脆化温度为 －60 ℃，满足GB/T 24173—2016的要求。
－30 ℃。由此可见，样杯边部粗糙度对二次脆化 冲击试验后试样3的宏观形貌如图3所示。由
温度有一定的影响。当样杯边部未打磨时，其边部 图3可知：样杯边部出现较明显的塑性扩张，且试验
粗糙度为 6.67 μm；砂纸打磨后，样杯的粗糙度为 温度越高，塑性扩张现象越明显。
0.3 μm，两者差距较大。样杯表面粗糙度越大，在冲
击过程中越易发生膨胀破裂，形成微裂纹，微裂纹易
萌生于外表面粗糙度相对较大的界面处，并由内向
外扩展 。
[4]
对B元素含量增大且边部打磨后的试样3重复
上述试验步骤。在－10 ℃条件下，4个样杯均未开
裂；将试验温度降至－20 ℃，4个样杯均未开裂；将
试验温度降至－30 ℃，4 个样杯均未开裂；按上述
顺序，每次试验温度均在前一次试验温度的基础上
降低10 ℃， 依此类推，直至试验温度为－60 ℃，4个
样杯依旧未开裂。试样3的冲击试验结果如表3所
图 3 冲击试验后试样 3 的宏观形貌
示。由表 3 可知：试样3 的二次加工脆化温度小于
综上所述，对于化学成分相同的样杯，边部粗糙
表3 试样3的冲击试验结果 度越大，其二次加工脆化温度越高。适当增大B元
试验次数 设定高度/mm 峰值力/N 试验温度/℃ 是否开裂 素含量，可有效降低二次加工脆化温度，提高材料的
1 1 000 19.24 －10 否 抗低温冲击性能。
2 1 000 19.46 －10 否 2.2 断口分析
3 1 000 21.34 －10 否 2.2.1 宏观观察
4 1 000 21.80 －10 否 冲击试验后样杯断口及切割小片的宏观形貌如
5 1 000 20.54 －20 否 图4所示。由图4可知：断口呈直线状，从杯沿开裂
6 1 000 24.15 －20 否 至杯底，且断口平齐，无毛刺等异物。
7 1 000 24.09 －20 否
8 1 000 25.28 －20 否
9 1 000 27.52 －30 否
10 1 000 26.28 －30 否
11 1 000 25.69 －30 否
12 1 000 27.04 －30 否
13 1 000 20.16 －40 否
14 1 000 22.04 －40 否
15 1 000 23.06 －40 否
16 1 000 26.75 －40 否
17 1 000 19.06 －50 否 图 4 冲击试验后样杯断口及切割小片的宏观形象
18 1 000 22.64 －50 否
2.2.2 扫描电镜 （SEM）及能谱分析
19 1 000 29.51 －50 否
在样杯断裂部位截取试样，再用超声波溶液清
20 1 000 30.02 －50 否
洗干净，对试样进行SEM分析，结果如图 5 所示。
21 1 000 22.90 －60 否
由图5可知：断口呈现分层状，样杯外侧可见典型韧
22 1 000 27.75 －60 否
性断裂形貌；断口心部呈河流花样，断裂表面清洁光
23 1 000 28.38 －60 否 滑，棱角清晰，符合脆性断裂特征。
24 1 000 29.25 －60 否 对断口试样进行能谱分析，发现试样中主要含

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