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MFT8非調(diào)質(zhì)鋼（化學(xué)成分）的高溫拉伸與持久性能
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時間：2015-02-26
對非調(diào)質(zhì)鋼MFT8的高溫拉伸和持久性能進(jìn)行分析，研究高溫下不同強化機制的減弱程度，分析高溫拉伸與持久的斷裂行為，為擴展該材料的應(yīng)用范圍提供理論和實驗基礎(chǔ)。
非調(diào)質(zhì)鋼由于具有與調(diào)質(zhì)鋼相近的力學(xué)性能，同時省去了淬火、回火等高能耗工序，近年來獲得了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。作為典型的冷作強化型非調(diào)質(zhì)鋼，MFT8采用熱軋后冷拔與時效處理相結(jié)合的工藝手段，綜合利用細(xì)晶強化、位錯強化、彌散強化等方法，使其強度滿足8.8級緊固螺栓的國家標(biāo)準(zhǔn)，在汽車制造等領(lǐng)域已經(jīng)得到充分的應(yīng)用。
目前對非調(diào)質(zhì)鋼高溫力學(xué)性能的研究比較少，且主要為瞬時高溫拉伸性能的報道，缺少對材料熱強性、即高溫蠕變持久性能的研究。針對以上問題，科研人員對非調(diào)質(zhì)鋼MFT8的高溫拉伸和持久性能進(jìn)行分析，研究高溫下不同強化機制的減弱程度，分析高溫拉伸與持久的斷裂行為，為擴展該材料的應(yīng)用范圍提供理論和實驗基礎(chǔ)。
實驗用MFT8冷作強化非調(diào)質(zhì)鋼的名義成分如表1所示，經(jīng)過熱軋的MFT8鋼直徑為11.2mm，冷拉至直徑為9.0mm后，在250℃條件下保溫2h以獲得最佳的常溫力學(xué)性能。經(jīng)過該標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程，MFT8鋼的基本組織為鐵素體+碎化珠光體，晶粒度為12級（按照GBT?6394-2002測定）。
表1??非調(diào)質(zhì)鋼MFT8的名義化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Nb
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Al
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Fe
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0.20
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0.13
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1.40
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0.015
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0.005
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0.04
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0.05
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余量
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高溫拉伸實驗溫度選定為100、150、200、250、300、400和500℃，實驗按照GB/T?4338-1995進(jìn)行。持久實驗在GNCJ-100型蠕變持久試驗機上進(jìn)行，實驗條件由高溫拉伸測試結(jié)果分析得出，具體溫度為450℃，應(yīng)力范圍為680～290MPa。所有試樣在斷裂后用JSM-6360LV掃描電鏡進(jìn)行斷口觀察，同時為了分析高溫拉伸和持久過程中的組織演變，在斷口后方的平行區(qū)域內(nèi)分別沿縱向、橫向取樣進(jìn)行形貌分析。用于組織觀察的試樣經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)金相制樣方法（砂紙打磨+機械拋光）處理后，采用4%硝酸酒精溶液侵蝕。結(jié)果表明：
（1）在室溫至500℃范圍內(nèi)，MFT8鋼的晶粒尺寸和析出相形貌沒有發(fā)生明顯變化，屈服強度和抗拉強度的降低主要由于位錯強化機制的減弱。
（2）在450℃條件下，MFT8鋼表現(xiàn)出典型的低溫蠕變特點，材料為穿晶斷裂并具有較高的塑性，試樣內(nèi)部雖然出現(xiàn)部分蠕變孔洞，但導(dǎo)致蠕變斷裂的主要原因為析出相顆粒處應(yīng)力集中引起的楔形開裂。
????（3）對持久數(shù)據(jù)的線性外推得出，MFT8鋼450℃在10萬小時的持久強度為184.4MPa，在強度層面已經(jīng)具備了代替火電廠用同等級調(diào)質(zhì)鋼的潛質(zhì)。
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