様々な産業で使用されている鋼には数千種類ものバリエーションがあります。それぞれの鋼は、異なる特性、化学組成、または合金の種類と含有量により、異なる商品名を持っています。破壊靭性値は各鋼の選択を大いに容易にしますが、これらのパラメータをすべての鋼に適用することは困難です。主な理由は以下の通りです。
鋼の特性と破壊の原因を深く探求するためには、金属物理学と微細構造と鋼の靭性の関係を習得することも必要です。
加工技術の影響
実際には、水焼き入れ鋼の衝撃性能は、焼鈍または正規化された鋼よりも優れていることが知られています。これは、急速冷却が粒界でのセメンタイトの形成を防ぎ、フェライト粒子の微細化を促進するためです。
多くの鋼は熱間圧延状態で販売されており、圧延条件は衝撃特性に大きな影響を与えます。最終圧延温度が低いほど、衝撃遷移温度が低下し、冷却速度が向上し、フェライト粒子の微細化が促進され、それによって鋼の靭性が向上します。厚板の冷却速度は薄板よりも遅いため、フェライト粒子は薄板よりも粗くなります。したがって、同じ熱処理条件下では、厚板は薄板よりも脆くなります。したがって、鋼板の特性を改善するために、熱間圧延後に正規化処理が一般的に使用されます。
熱間圧延は、同じ圧延方向のさまざまな混合構造、パーライトバンド、介在物粒界を持つ異方性鋼および方向性延性鋼も生成できます。パーライトバンドと細長い介在物は粗くスケール状に分散し、シャルピー遷移温度範囲の低温でのノッチ靭性に大きな影響を与えます。
炭素含有量0.3%～0.8%の影響
亜共析鋼の炭素含有量は0.3%～0.8%であり、プロ共析フェライトは連続相であり、オーステナイト粒界で最初に形成されます。パーライトはオーステナイト粒内で形成され、微細構造の35%～***を占めます。さらに、各オーステナイト粒内にはさまざまな凝集構造が形成され、パーライトが多結晶化します。
パーライトの強度はプロ共析フェライトよりも高いため、フェライトの流れが制限され、鋼の降伏強度とひずみ硬化率がパーライトの炭素含有量の増加とともに増加します。制限効果は、硬化ブロックの数の増加とパーライトのプロ共析粒度の微細化とともに強化されます。
鋼中に大量のパーライトが存在する場合、変形中に低温および/または高ひずみ速度で微小な劈開割れが形成される可能性があります。内部にいくつかの凝集組織セクションがありますが、破壊チャネルは最初は劈開面に沿っています。したがって、フェライト板の間および隣接する凝集構造には、いくつかの優先配向があります。
ステンレス鋼の破壊
ステンレス鋼は主に鉄-クロム、鉄-クロム-ニッケル合金、および機械的特性と耐食性を向上させるその他の元素で構成されています。ステンレス鋼の耐食性は、金属表面にクロム酸化物が形成され、さらなる酸化を防ぐことによるものです - 不浸透性の層。
したがって、酸化雰囲気中のステンレス鋼は腐食を防ぎ、クロム酸化物層を強化できます。ただし、還元雰囲気では、クロム酸化物層が損傷します。耐食性は、クロムとニッケルの含有量の増加とともに増加します。ニッケルは鉄の不動態化を改善できます。
炭素の添加は、機械的特性を改善し、オーステナイト系ステンレス鋼の特性の安定性を確保するためです。一般的に、ステンレス鋼は微細構造によって分類されます。
粒度などのフェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼の特徴は、同じクラスの他のフェライト系およびマルテンサイト系鋼のものと類似しています。
