高錳鋼襯板在沖擊載荷下的裂紋擴(kuò)展規(guī)律,主要受材料特性、載荷條件及工藝處理三方面因素影響。
高錳鋼作為奧氏體鋼,在單相奧氏體狀態(tài)下具有優(yōu)良的沖擊韌性,原始硬度較低但加工硬化效果顯著。當(dāng)承受沖擊載荷時(shí),表面金屬發(fā)生塑性變形,形成硬化層,硬度大幅提升,低沖擊時(shí)可達(dá)HB300-400,高沖擊時(shí)可達(dá)HB500-800,硬化層深度可達(dá)10-20mm。這種加工硬化特性使高錳鋼襯板在強(qiáng)沖擊磨料磨損條件下具有優(yōu)異的抗磨性能,裂紋擴(kuò)展速度相對(duì)較慢。
裂紋萌生通常始于試樣缺口根部或材料內(nèi)部缺陷處,如非金屬夾雜物、碳化物析出相尖角等。在沖擊載荷作用下,這些區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)力集中,引發(fā)裂紋萌生。裂紋擴(kuò)展階段,高錳鋼的塑性變形能力使裂紋擴(kuò)展相對(duì)緩慢,裂紋路徑呈曲折狀,這是由于殘余奧氏體阻礙裂紋擴(kuò)展,使裂紋分叉或沿曲折路徑擴(kuò)展,提高斷裂所需能量。同時(shí),沖擊載荷下材料表面形成的納米結(jié)構(gòu)組織也影響裂紋擴(kuò)展,高錳鋼表面納米化后,裂紋萌生、擴(kuò)展位置離表面較淺,磨屑厚度減小,耐磨性大幅提高。
工藝處理對(duì)裂紋擴(kuò)展規(guī)律影響顯著。水韌處理可獲得單一奧氏體組織,提高韌性和抗裂紋擴(kuò)展能力;時(shí)效處理則通過(guò)第二相析出強(qiáng)化材料,但時(shí)效溫度需嚴(yán)格控制,350℃時(shí)效可獲得好的綜合力學(xué)性能,時(shí)效溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致第二相轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧畈⒃诰Ы缥龀觯档蜎_擊韌性,加速裂紋擴(kuò)展。
135-0054-1271

在線客服