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大型鍛件夾雜性裂紋的修復

發(fā)布時間:2015-11-26 點擊數(shù):2171
                 大型鍛件夾雜性裂紋的修復 

  目前,細觀力學研究中對金屬材料損傷過程所給出的結(jié)論,一般僅適用于材料冷加工中損傷及成形極限題目的分析。在冷加工條件下,損傷的發(fā)生和發(fā)展為一單向增長過程,即損傷變量只能持續(xù)的增加。但事實上,金屬在熱加工條件下,微觀損傷的發(fā)展受到了某種機制的抑制,其影響使得在微裂紋擴展的同時,有一可逆的修復過程。

 

    大量的實驗結(jié)果表明[1];夾雜性裂紋是由多個片狀夾雜(微裂紋)所造成損傷的聚合裂紋體。在片狀夾雜物之間,為純金屬基體的剪切裂紋所連接。片狀夾雜分隔了金屬基體,這種損傷是不可修復的;而純金屬基體之間的裂紋部分則有可能在一定的條件下,通過金屬間的擴散及其它作用而修復。
    在裂紋自修復的過程中,裂紋四周金相組織的變化。通過對試樣的觀察與分析,可將裂紋的修復過程分為兩個階段:
    1)裂紋處空洞填充:在修復過程的初期,裂紋空洞部分的體積被與基體金屬成份相同的金屬所填充。填充物由非常細小的晶粒組成,并含有大量的顯微孔洞,填充部分與基體的分界面清楚;

    2)晶粒長大:填充區(qū)域內(nèi)的細小晶粒逐漸長大,填充物與金屬基體的分界面漸漸消失,填充物中的顯微孔洞尺寸和數(shù)目逐漸減小,直至填充區(qū)域內(nèi)的晶粒與基體相同。


    為定量的描述裂紋的自修復過程,我們用聲顯微鏡實際丈量了不同加熱溫度和保溫條件下,裂紋修復的百分率。裂紋修復率主要受控于加熱溫度;對于給定的實驗材料而言,當保溫時間高于15分鐘時,繼續(xù)增加保溫時間對裂紋修復的貢獻相對較小。


    對于一定的金屬材料而言,在特寫的條件下,其內(nèi)部的裂紋在高溫條件下自修復現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),是十分有意義的,對其機理尚有待于進一步的研究。


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