고 탄소강이 쉽게 부서지는 이유는 무엇입니까?

가공 과정에서 스프링 강, 베어링 강, 휠 및 액슬 강과 같은 중 탄소강과 고 탄소강은 금속 조직 분석을위한 골절 샘플링에서 종종 원인을 찾을 수 없기 때문에 여러 골절이 발생하기 쉽습니다. 이러한 강은 일반적으로 높은 피로 저항성을 필요로하며 강의 파괴 인성은 피로 성능의 중요한 요소입니다.

전기 화학적 관점에서 더 높은 강도를 보장하기 위해 강철에 탄소를 첨가하면 철 탄화물이 침전되어 음극 역할을하고 매트릭스 주변의 양극 용해 반응을 가속화합니다. 미세 구조에서 탄화철의 부피 분율의 증가는 또한 탄화물의 낮은 수소 과전압 특성에 기인합니다. 강철의 표면은 수소를 생성하고 흡착하기 쉽고 강철에 수소 원자가 침투하면 부피 분율이 증가하여 궁극적으로 재료의 수소 취성 저항이 크게 감소합니다. 자동차 용 강재가 염화물과 같은 다양한 부식 환경에 노출되면 가능한 응력 부식 균열 (SCC)이 자동차의 안전에 심각한 영향을 미칩니다.

탄소 함량이 높을수록 수소 확산 계수가 낮아지고 수소 용해도가 높아집니다. 이는 강철 표면의 수소 과전압 감소로 인해 발생합니다. 느린 변형률 인장 시험은 탄소 함량이 증가함에 따라 응력 부식 균열 저항이 감소 함을 보여줍니다. 탄화물의 부피 분율에 정비례합니다. 수소 환원 반응이 증가하고 시료에 수소가 주입됨에 따라 양극 용해 반응이 가속화되어 슬립 밴드가 형성됩니다. 탄소 함량이 높을수록 강철 내 탄화물의 수소 취성이 전기 화학적 부식 반응의 영향을받을 가능성이 커집니다. 강이 우수한 내식성과 내 수소 취성을 갖도록하기 위해서는 탄화물의 석출 및 제어가 효과적인 방법입니다.

자동차 부품에 중 탄소강 및 고 탄소강의 적용은 수소 취성 저항의 명백한 감소로 인해 제한적입니다. 이 수소 취성 민감도는 탄소 함량과 밀접한 관련이 있으며, 낮은 수소 과전압 조건에서 탄화철 (Fe2.4C / Fe3C)이 침전됩니다. 일반적으로 열처리는 잔류 응력을 제거하고 응력 부식 균열이나 수소 취성에 의한 국부 표면 부식 반응에 대한 수소 트랩의 효율을 높이는 데 사용할 수 있습니다. 중 탄소강 또는 고 탄소강을 부품 또는 구동축으로 사용하는 경우 초경 구성을 엄격하게 관리해야합니다.

현재 강철의 파괴 인성을 향상시키는 방법은 세 가지가 있습니다. 첫 번째 방법은 강철의 조성을 최적화하는 것입니다. 즉, Ni, V, N 및 기타 합금 원소의 강화 효과를 사용하는 것입니다. 둘째, 압연 및 열처리 과정에서 강철의 입자와 구조가 정제되고 균질화됩니다. 세 번째는 강철의 경질 개재물을 변성시키는 것입니다. 또한 강철 매트릭스 자체의 파괴 인성을 높이는 것은 경질 개재물로 인한 강철 매트릭스의 강한 응력 집중 문제를 해결하지 못하므로 제한된 방식으로 파괴 인성을 증가시킵니다.