Pourquoi l'acier se casse?

Il existe des milliers de variétés d'acier utilisées dans diverses industries. Chaque acier a un nom commercial différent en raison de différentes propriétés, composition chimique ou type et teneur en alliage.Bien que les valeurs de ténacité à la fracture facilitent grandement la sélection de chaque acierCes paramètres sont difficiles à appliquer à tous les aciers.

• 1Comme une certaine quantité d'éléments d'alliage ou plus doit être ajoutée lors de la fusion de l'acier, une microstructure différente peut être obtenue après un simple traitement thermique.modifiant ainsi les propriétés d'origine de l'acier;
• 2Les défauts générés par la fabrication et la coulée de l'acier, en particulier les défauts concentrés (pores, inclusions, etc.) sont extrêmement sensibles pendant le laminage.et des changements différents se produisent entre des temps de fourneau différents de la même composition chimique de l'acier, et même dans différentes parties du même billet, affectant ainsi la qualité de l'acier.Parce que la ténacité de l'acier dépend principalement de la microstructure et de la dispersion des défauts (éviter strictement les défauts concentrés)Par conséquent, la ténacité changera beaucoup après traitement thermique.

Afin d'explorer en profondeur les propriétés de l'acier et les causes de la fracture, il est également nécessaire de maîtriser la relation entre la métallurgie physique et la microstructure et la ténacité de l'acier.

L'influence de la technologie de traitement

Il est connu de la pratique que les performances d'impact de l'acier éteint à l'eau sont meilleures que celles de l'acier recuit ou normalisé,parce que le refroidissement rapide empêche la formation de cimentite à la limite des grains et favorise la finition des grains de ferrite.

La plupart des aciers sont vendus en laminage à chaud et les conditions de laminage ont une grande influence sur les propriétés d'impact.augmenter la vitesse de refroidissement et favoriser le grain de ferrite pour devenir plus finLa vitesse de refroidissement de la plaque épaisse étant plus lente que celle de la plaque mince, le grain de ferrite est plus épais que celui de la plaque mince.dans les mêmes conditions de traitement thermiquePar conséquent, le traitement de normalisation est couramment utilisé après laminage à chaud pour améliorer les propriétés des plaques d'acier.

Le laminage à chaud peut également produire des aciers anisotropes et des aciers ductiles directionnels avec diverses structures mixtes, bandes de perlite et limites de grains d'inclusion dans la même direction de laminage.La bande de perlite et les inclusions allongées sont grossières dispersées en écailles, qui ont une grande influence sur la ténacité des encoches à basse température dans la plage de température de transition de Charpy.

L'impact de la teneur en carbone dans 0,3% ~ 0,8%

La teneur en carbone de l'acier hypoeutectoïde est de 0,3% à 0,8%, et la ferrite proeutectoïde est une phase continue et se forme d'abord à la limite des grains austénitiques.La perlite est formée dans les grains d'austénite et représente 35% ~ *** de la microstructureEn outre, une variété de structures d'agrégation sont formées à l'intérieur de chaque grain d'austénite, ce qui rend la perlite polycristalline.

Comme la perlite a une résistance plus élevée que la ferrite pré-eutectoïde, le flux de ferrite est limité,de sorte que la résistance au rendement et le taux de durcissement à la traction de l'acier augmentent avec l'augmentation de la teneur en carbone de la perliteL'effet limitant est renforcé par l'augmentation du nombre de blocs durcis et le raffinement de la taille des grains préeutectoïdes de la perlite.

Lorsqu'il y a une grande quantité de perlite dans l'acier, des fissures de micro-clivage peuvent se former à basse température et/ou à des taux de contrainte élevés lors de la déformation.Bien qu'il y ait quelques sections de tissu agrégé interne, le canal de fracture est initialement le long du plan de clivage.il existe des orientations préférentielles dans les grains de ferrite entre les plaques de ferrite et dans les structures d'agrégation adjacentes.

Fracture en acier inoxydable

L'acier inoxydable est principalement composé d'alliages fer-chrome, fer-chrome-nickel et d'autres éléments qui améliorent les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion.La résistance à la corrosion de l'acier inoxydable est due à la formation d'oxyde de chrome sur la surface métallique pour empêcher une oxydation ultérieure - une couche imperméable.

Par conséquent, l'acier inoxydable dans une atmosphère oxydante peut prévenir la corrosion et renforcer la couche d'oxyde de chrome.La résistance à la corrosion augmente avec l'augmentation de la teneur en chrome et en nickelLe nickel peut améliorer la passivité du fer.

L'ajout de carbone est destiné à améliorer les propriétés mécaniques et à assurer la stabilité des propriétés de l'acier inoxydable austénitique.

• L'acier inoxydable martensitique est un alliage fer-chrome qui peut être austénisé et post-traité à la chaleur pour produire de la martensite.
• L'acier inoxydable ferritique, avec une teneur en chrome d'environ 14% à 18%, en carbone de 0,12%.la phase austénitique est complètement supprimée par plus de 13% de chrome et constitue donc une phase ferrite complète.
• L'acier inoxydable austénitique Le nickel est un solide stabilisateur de l'austénite, donc à température ambiante, en dessous de la température ambiante ou à haute température, une teneur en nickel de 8%,une teneur en chrome de 18% (type 300) peut rendre la phase d'austénite très stableLes aciers inoxydables austénitiques sont similaires aux formes ferritiques et ne peuvent pas être durcis par transformation martensitique.

Les caractéristiques des aciers inoxydables ferritiques et martensitiques, telles que la taille des grains, sont similaires à celles des autres aciers ferritiques et martensitiques de la même classe.