零件在破斷后形成的斷裂面稱為斷口,斷口的形成方式有很多,但金屬總是尋求最薄弱、最捷徑的途徑發生斷裂,因此斷口呈現出的各種形貌,記錄著斷裂方式、機制、熱處理效果以及材料的內部質量。對于在使用過程中破損的零件和在生產制造過程中由于某些原因而導致破損的斷口,以及拉伸、沖擊試驗后的斷口,無須任何加工制備試樣就可以直接進行觀察和檢驗。
宏觀斷口檢驗一般 是指在三點彎曲試樣上,施加沖擊動載荷,人為迫使試樣發生斷裂,鋼在冶煉、壓力加工、熱處理等制造工藝中存在的缺陷則從斷口上反映出來,因此斷口檢驗是評價金屬質量的重要手段之-,也是宏觀檢驗常用的一種方法。
斷口檢驗最易發現鋼中白點、過熱、過燒缺陷,還可以通過斷口形態特征評價熱處理效果、冶金質量等。通常可以與低倍酸蝕試驗同時并用,互相補充,避免缺陷漏檢。
鋼材斷口的分類及各種缺陷形態的識別按照國家標準GB/T1814- 1979《鋼材斷口檢驗法》,該標準適用于結構鋼、滾珠鋼、工具鋼及彈簧鋼的熱軋、鍛造、冷拉條鋼和鋼壞,其他鋼類要求做斷口檢驗時也可參照該標準。GB/T2971-1982《碳素鋼和低合金鋼斷口檢驗法》適用丁碳素鋼結構鋼和低合金鋼鋼板、條鋼、型鋼的斷口檢驗。
一、斷口試樣的選取
斷口試樣的選取部位應按照相應的技術條件和有關標準,遵循的選取原則依然是要有代表性,能反映待檢驗內容的真實情況,應取自最易發生各種缺陷的部位。一般采用縱向斷口,因為鋼材中的偏析、非金屬夾雜物以及自點等缺陷,在熱加工時均會沿加工變形方向延仲,所以這些缺陷在鋼材的縱向斷口上最易被顯示,故在選取鋼材斷口檢驗試樣時,應盡可能的選取縱向斷口;對于鋼材直徑或邊長不大于40mm的可做橫向斷口。
二、熱處理狀態對斷口試樣的影響
斷口檢驗的試樣應根據鋼材種類及檢驗要求的不同,在折斷前一般需經過不同工藝的熱處理。對于低碳鋼或低合金鋼斷口試樣可在正火狀態下切取,對于軸承鋼、工具鋼的斷口試樣通常在經球化退火的鋼材上切取,結構用鋼應進行調質或淬火處理,因為熱處理狀態會對宏觀斷口形貌造成很大的影響,只有在組織細化、出現韌性斷口的基底上才能充分顯露材料中的各種缺陷,如果熱處理后材料處于脆性狀態,金屬在折斷時則優先沿著解理面發生斷裂,形成結晶狀宏觀斷口,常常會掩蓋材料中各種缺陷的顯露,達不到斷口檢驗的真正目的。
三、斷口試樣的制備
斷口試樣切取可采用剪、鋸、切割等方法,若應用熱切、熱鋸或氣割時,刻槽必須將變形區和熱影響區(30mm~50mm)除去。
1、縱向斷口試樣制備方法
對于直徑(或邊長)大于40mm的鋼材,先切取橫向試片,試片的厚度為(15~20) mm,在試片橫截面的中心線上刻-“V"形槽, 見圖3-6, 刻槽深度為試片厚度的1/3,若折斷有困難時可適當加深刻槽深度。縱向斷口試樣一般是利用低倍檢驗后的橫向試片直接開槽進行試驗。
2、橫向斷口試樣制備方法
對于直徑(或邊長)不大于40 mm的鋼材,可取橫向斷口,試樣長度為(100~140)mm,在試樣中部的一邊或兩邊刻槽,刻槽時應保留斷口的截面不小于鋼材原截面的50%,見圖3-7。
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