Waarom breekt het koolstofarme staal gemakkelijk?

Tijdens het verwerkingsproces zullen we ontdekken dat staal met een gemiddeld en hoog koolstofgehalte, zoals verenstaal, lagerstaal, wiel- en asstaal, vatbaar zal zijn voor meerdere breuken, omdat de breukbemonstering voor metallografische analyse vaak de reden niet kan vinden. Deze staalsoorten vereisten over het algemeen een hoge vermoeidheidsweerstand en de breuktaaiheid van staalsoorten is een belangrijke factor voor de vermoeidheidsprestaties.

Vanuit elektrochemisch oogpunt leidt de toevoeging van koolstof aan het staal om een ​​hogere sterkte te garanderen tot het neerslaan van ijzercarbiden, dat als een kathode fungeert en de anodische oplossingsreactie rond de matrix versnelt. De toename van de volumefractie ijzercarbide in de microstructuur wordt ook toegeschreven aan de lage waterstofoverspanningskarakteristiek van het carbide. Het oppervlak van het staal is gemakkelijk te genereren en waterstof te adsorberen, en de infiltratie van waterstofatomen in staal kan de volumefractie ervan vergroten, wat uiteindelijk de weerstand tegen waterstofverbrossing van het materiaal aanzienlijk vermindert. Als het autostaal wordt blootgesteld aan verschillende corrosieve omgevingen zoals chloride, zal de mogelijke spanningscorrosie (SCC) de veiligheid van de auto ernstig aantasten.

Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe lager de waterstofdiffusiecoëfficiënt en hoe hoger de waterstofoplosbaarheid, die wordt veroorzaakt door de afname van de waterstofoverspanning op het staaloppervlak. De trektest met lage reksnelheid toont aan dat de weerstand tegen scheuren door spanningscorrosie afneemt naarmate het koolstofgehalte toeneemt. Is recht evenredig met de volumefractie van carbiden. Met de toename van de waterstofreductiereactie en waterstofinjectie in het monster, versnelt de anodische oplossingsreactie om slipbanden te vormen. Hoe hoger het koolstofgehalte, hoe groter de kans op waterstofverbrossing van de carbiden in het staal onder invloed van de elektrochemische corrosiereactie. Om ervoor te zorgen dat het staal een uitstekende corrosiebestendigheid en waterstofverbrossingsbestendigheid heeft, is het neerslaan en bestrijden van carbiden een effectieve methode.

De toepassing van medium en hoog koolstofstaal in auto-onderdelen is beperkt vanwege de duidelijke afname van de weerstand tegen waterstofverbrossing. Deze gevoeligheid voor waterstofverbrossing hangt nauw samen met het koolstofgehalte en ijzercarbide (Fe2.4C / Fe3C) slaat neer bij lage waterstofoverspanning. In het algemeen kan warmtebehandeling worden gebruikt om restspanning te verwijderen en de efficiëntie van de waterstofvanger te verhogen voor de plaatselijke corrosiereactie op het oppervlak veroorzaakt door spanningscorrosiescheuren of waterstofverbrossing. De carbidesamenstelling moet strikt worden gecontroleerd bij het gebruik van medium koolstofstaal of koolstofstaal als onderdelen of aandrijfassen.

Momenteel zijn er drie methoden om de breuktaaiheid van staal te verbeteren. De eerste methode is om de samenstelling van staal te optimaliseren, dat wil zeggen om het versterkende effect van Ni, V, N en andere legeringselementen te gebruiken. Ten tweede worden de korrel en structuur van het staal verfijnd en gehomogeniseerd tijdens het walsen en warmtebehandeling. De derde is om de insluitsels in de harde fase in het staal te denatureren. Het moet ook bekend zijn dat het verhogen van de breuktaaiheid van de staalmatrix zelf het probleem van een sterke spanningsconcentratie in de staalmatrix veroorzaakt door harde insluitsels niet oplost en daarom de breuktaaiheid in beperkte mate verhoogt.