45#钢管断裂原因分析

45#钢管断裂原因分析

目录

1.引言 (1)

1.1 45#钢简介 (1)

1.1.1 物理参数 (1)

1.1.2 化学成分 (1)

1.1.4 钢的热处理简介 (1)

1.1.5 热处理后力学性能标准 (3)

1.2 钢管主要生产工艺 (3)

1.3材料的断裂失效 (4)

1.3.1 断裂简介 (4)

1.3.2 断裂的类型及断口特征 (4)

1.3.3 韧性断裂与脆性断裂 (4)

1.3.4穿晶（晶界）断裂与沿晶断裂 (5)

1.3.5剪切断裂和解理断裂 (5)

2 .实验内容 (7)

2.1试验样品及仪器 (7)

2.1.1试验样品 (7)

2.1.2试剂及药品 (7)

2.1.3 实验仪器 (8)

2.2 实验过程 (8)

2.2.1 金相及硬度检测 (8)

2.2.1.1金相试样的线切割制备 (8)

2.2.1.2金相试样的粗磨及抛光 (9)

2.2.1.3腐蚀 (9)

2.2.1.4金相检测 (9)

2.2.1.5硬度检测 (9)

2.2.2 断裂试样的扫描检测 (10)

2.2.2.1断面预处理 (10)

2.2.2.2试样断口扫描 (10)

3实验结果分析与讨论 (11)

3.1断口形貌分析 (11)

3.2金相组织分析 (12)

3.3硬度分析 (13)

结论 (15)

参考文献 .................................................................... 错误!未定义书签。

45#钢管断裂原因分析

1.引言

1.1 45#钢简介

45号钢，是GB中的叫法，JIS中称为：S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN 称为：C45 。国内常叫45号钢，也有叫“油钢”。一般，市场现货热轧居多。冷轧规格1.0至4.0mm之间

1.1.1 物理参数

1.1.2 化学成分

除Fe之外，其他元素及含量如下

1.1.4 钢的热处理简介

45#钢为优质碳素结构钢，含C量为0.45%，属中碳钢，其优点是硬度不高但易于切削加工，缺点是淬火性能不好，所以如果需要表面硬度较高，又希望发挥45#刚优越的机械性能，常将45#钢作调质（先850℃正火，再840℃淬火加600℃回火处理）加表面淬火（加

热温度视情况而定，约860℃左右进行淬火）处理，而不是渗碳加淬火，这样虽然前者获得的表面耐磨性比后者稍低，但保证了其芯部耐冲击的性能。

加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30~50℃，保温一段时间后，

却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件，在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。

钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火，正火、淬火和回火；表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。

正火是将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。

正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工。

45#钢为优质碳素结构钢，含C量为0.45%，属中碳钢，其优点是硬度不高但易于切削加工，缺点是淬火性能不好，所以如果需要表面硬度较高，又希望发挥45#刚优越的机械性能，常将45#钢作调质（先850℃正火，再840℃淬火加600℃回火处理）加表面淬火（加热温度视情况而定，约860℃左右进行淬火）处理，而不是渗碳加淬火，这样虽然前者获得的表面耐磨性比后者稍低，但保证了其芯部耐冲击的性能

1.1.5 热处理后力学性能标准

1.2 钢管主要生产工艺

无缝钢管的生产方法，大致分为斜轧法（孟内斯曼法）和挤压法。斜轧法（孟内斯曼法）是先用斜轧辊将管坏穿孔，然后用轧机将其延伸。这种方法生产速度快，但对管坯的可加工性要求较高，主要适用于生产碳素钢和低合金钢管。

挤压法则是用穿孔机将管坯或钢锭穿孔，再用挤压机挤压成钢管，这种方法比斜轧法效率低，适用于生产高强度合金钢管。

斜轧法和挤压法都必须先将管坯或钢锭加热，生产的钢管称为热轧管。用热加工法生产的钢管有时候可根据需要再进行冷加工。冷加工有两种方法：一种是冷拔法，就是将钢管通过拔管模拉拔，使钢管逐渐变细、伸长；另一种方法是冷轧法，它是将孟内斯曼兄弟发明的热轧机应用于冷加工中的方法。无缝钢管的冷加工，可以进步钢管的尺寸精度和加工光洁度，改善材质的机械性能等。

无缝化钢管（热轧钢管）的生产工艺

钢管的无缝化主要是通过张力减径来完成的，张力减径过程是空心母材不带芯棒的连续轧制过程。在保证母管焊接质量的条件下，焊管张力减径工艺是将焊管整体加热到950摄氏度以上，再经张力减径机（张力减径机共有24道次）轧制成各种外径与壁厚的成品管，采用此工艺所生产的热轧钢管与普通的高频焊管有本质的区别通过加热炉加热后其焊缝与母体的金相组织和机械性能可以达到完全一致此外，通过多道次的张力减径机轧制和自动控制使得钢管的尺寸精度(尤其是管体圆度和壁厚精度)优于同类无缝管。世界发达国家生产的流体管，锅炉管中已大量采用焊管无缝化工艺，随着社会的发展，国内热轧焊管逐步代替无缝管的局面已经形成