金属钢材的冷脆现像
发布时间:2020-08-25 01:39:49
冷脆,即低温脆性,指某些金属或合金在低于再结晶温度或低温(一般为100~-100℃)时,冲击韧性急剧下降的现象。有时也指含磷量较高的钢在冷作加工过程中所发生的脆性现象。
低温脆性在体心立方晶体、六方晶体及三方晶体的金属及合金中较为严重,低温脆性发生的温度,即使是同一金属也是不固定的。黑心可锻铸铁在含磷、硫量高或退火温度在550℃以下缓冷时,晶界上有磷共品析出,可发生冷脆。断口呈白色。
冷脆与材料的韧性和脆性联系紧密。高韧性的材料不容易发生冷脆,反之就容易发生。在温度低于一个特定温度的时候,材料的吸收的冲击功会突然减小,从韧性转变为脆性,这一温度即为冷脆转变温度。实验上一般用冲击试验来确定这一温度。
材料的晶体结构,基体相组织结构,温度,引入新元素,相的大小及夹杂物等都会影响冷脆转变温度。磷在纯铁中有相当大的溶解度。磷能提高钢的强度,但使其塑性和韧性降低,特别是它使钢的脆性转变温度急剧升高,即提高了钢的冷脆(低温脆性)。
有些金属材料,如工程上用的中低强度钢,当温度降低到某一程度时,会出现冲击吸收能量明显下降并引起脆性破坏的现象,称为冷脆。历史上曾经发生过多次由于低温脆性造成的压力容器、船舶、桥梁等大型钢结构脆断的事故,造成巨大损失,如著名的泰坦尼克冰海沉船事故,美国二战期间建造的焊接油轮“Victory”断裂事故,西伯利亚铁路断轨事故等。