制造汽輪機(jī)零件鋼和合金結(jié)構(gòu)的微小變化需電子顯微鏡

對(duì)于塑性金屬材料來說，延伸率不能足夠精確表征金屬的展性，收縮率能很精確表征該
金屬材料的展性程度。但是，對(duì)于脆性金屬材料來說，延伸率比收縮率更能精確表征金屬的
塑性。

  金屬的韌性是指當(dāng)逐漸增加塑性變形直至金屬破壞為止時(shí)的金屬吸收機(jī)械能的能力。沖
擊彎曲載荷試驗(yàn)時(shí)，在有削弱切口的試樣橫截面單位面積上使試樣破壞所耗費(fèi)的功，叫做比沖
擊韌性。這個(gè)特性對(duì)金屬結(jié)構(gòu)狀態(tài)的微小變化很敏感，如果金屬內(nèi)部晶間或晶粒內(nèi)表面有
脆性夾層、或者存在脆性片狀雜質(zhì)(例如石墨)和晶粒界面有易熔成分的極少量熔化的話，
那么沖擊韌性就會(huì)減少(有時(shí)會(huì)減少好幾倍)。

  一些在2000倍的光學(xué)顯微鏡中都不能觀察到(有時(shí)甚至在電子顯微鏡內(nèi)才能勉強(qiáng)觀察
到)的合金結(jié)構(gòu)的微小變化，也會(huì)對(duì)沖擊韌性的數(shù)值產(chǎn)生影響。

  如果用來制造汽輪機(jī)基本零件的鋼和合金，經(jīng)過不同程度擠壓軋制變形，然后用被擠壓
的金屬制造試樣，那么我們可得到如下的規(guī)律性：屈服極限、強(qiáng)度極限和硬度都會(huì)增加；而
延伸率、收縮率和韌性都會(huì)減少。上述現(xiàn)象是因?yàn)閭€(gè)別晶粒的規(guī)則結(jié)構(gòu)受到破壞和晶粒細(xì)化
使金屬大大強(qiáng)化而產(chǎn)生的。

韌性破壞的特點(diǎn)是它的整個(gè)過程可分為兩個(gè)階段：塑性變形和本身的破壞。試驗(yàn)結(jié)果指
出，對(duì)于同一種鋼材來說，當(dāng)試樣和試驗(yàn)條件(溫度和介質(zhì)等)一樣時(shí)，有
較高沖擊韌性的試樣和有較低沖擊韌性的試樣，有相同的斷口顆粒尺寸和顏色光澤。電子顯
微鏡的研究指出，這兩類的試樣都有塑性和脆性的破壞區(qū)域。但是，在有較低沖擊韌性數(shù)值
的試樣的斷口處，脆性破壞區(qū)將占50％以上的面積。晶粒的不均勻性也會(huì)降低沖擊韌性的數(shù)
值。

  現(xiàn)在，我們已廣泛采用“脆性轉(zhuǎn)變溫度”這個(gè)術(shù)語來估計(jì)合金的脆性破壞傾向(這個(gè)溫
度也可叫做合金從韌性狀態(tài)過渡到脆性狀態(tài)的臨界溫度)。轉(zhuǎn)變溫度的降低會(huì)大大加劇金屬
脆性破壞程度(與轉(zhuǎn)變點(diǎn)下降程度有關(guān))。這個(gè)溫度可用沖擊試樣斷口存在50％纖維結(jié)構(gòu)(亦
即50％的纖維)來確定。

  轉(zhuǎn)變溫度與真實(shí)晶粒尺寸、晶粒微結(jié)構(gòu)、碳(硫、磷)的局部偏析和其他一些因素關(guān)；
特別危險(xiǎn)的是硫的偏析線存在。真實(shí)晶粒尺寸愈大，硫的偏析愈加厲害，這會(huì)提高
從韌性狀態(tài)過渡到脆性的臨界溫度。在其他條件相同的情況下，對(duì)于每一種牌號(hào)的鋼材的臨
界轉(zhuǎn)變溫度，都會(huì)隨大型鍛件(轉(zhuǎn)子、軸)的外部到中心的方向增加；

(本文由上海光學(xué)儀器廠編輯整理提供, 未經(jīng)允許禁止復(fù)制http://www.sgaaa.com)