Page 25 - 理化检验-物理分册2024年第十一期
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冯 帆：450 MPa级汽车用高强无间隙原子钢的低温脆性
图 5 样杯断口 SEM 形貌
有Fe元素，断口上无异常夹杂物。 开裂的本质是位错在晶界处塞积，形成裂纹源，由
在冲击力的作用下，样杯内侧首先发生脆性断 于高强IF钢的钢质纯净，晶界上缺乏固溶的C、N元
裂，与之相连的外侧随后断裂，断裂前存在一定的塑 素，导致晶界结合强度低 。此外，高强IF钢中的P
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性变形；断口有韧窝，呈韧性断裂特征；从杯沿到杯 元素含量较高，P元素容易以FeTiP沉淀相的形式析
底，断口塑性变形的程度逐渐变大，样杯外侧断口处 出，并在晶界偏聚，引起钢的晶界脆性。在成品零件
的韧窝形貌逐渐明显。 受到外力后，裂纹源会沿着结合强度低的晶界扩展，
综合上述分析可知，临界温度下，样杯断口具有 最终导致材料断裂。在高强IF钢中适当加入B元素，
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脆性断裂和韧性断裂特征，且脆性区域和韧性区域 使钢中有效B元素的质量分数不小于0.000 7% ，可
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之间被一条明显的台阶隔开 。 以提高材料的抗低温冲击性能。
3 综合分析 4 结论
在低温冲击作用下样杯发生开裂的原因为：随 （1）样杯边部粗糙度对二次加工脆化温度的影
着温度的降低，冲击吸收能量减小，当样杯受到的 响较大，粗糙度越大，二次加工脆化温度越高。
冲击圆周应力达到材料极限时，便会发生开裂现象。 （2）对于 450 MPa级高强IF钢，适当增大B元
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