不同偏聚程度条件下细长镀铬钢管的应力状况

科研人员通过借鉴细长镀铬钢管试件拉伸实验数据，对细长镀铬钢管晶粒内部和晶界偏聚硬壳层区域的有限元应力模拟计算，获得了不同偏聚程度条件下的应力状况。

用透射电镜的Ｘ射线能量失散谱法（ＴＥＭ－ＥＤＳ）和俄歇能谱法（ＡＥＳ）分析细长镀铬钢管的偏聚。从模拟计算这一角度证实了晶界应力集中是细长镀铬钢管产生脆断的主要原因，研究了锰的质量分数、固溶处理温度和淬火冷却速度对锰不平衡偏聚的影响和不形成锰偏聚的条件。在固溶处理时快速冷却过程中锰在奥氏体晶界产生不平衡偏聚。细长镀铬钢管的合金室温压缩屈服强度、抗压强度和塑性应变随热暴露时间的延长先上升后下降，屈服强度和抗压强度整体而言均高于未热暴露时的强度。晶界应力集中程度随晶界Ｍｎ偏聚浓度和偏聚层厚度的上升而显著提高，由于锰的偏聚层的强度、应变硬化指数和应变硬化率均高于晶内基体材料，细长镀铬钢管的致密度在热暴露过程中稍有增加，而维氏硬度随热暴露时间的延长先升高后下降，因此在加载形变过程中位错在偏聚层处塞积而产生很大的内应力，由于晶界偏聚而导致的晶界区域硬壳层对细长镀铬钢管的断裂性能是非常有害的。在偏聚层处的应力远大于晶内，因此在晶界偏聚层处产生晶界断裂。

固溶处理温度和淬火冷却处理后细长镀铬钢管合金的屈服强度和抗压强度分别1843MPa和1911MPa提高至1884MPa和2372MPa。这与宏微观结构成分和力学性能试验所得到的结果吻合。

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