文档介绍：中、低合金结构钢的低温脆性及选材低温脆性指温度低于某一温度时,材料由韧性状态变为脆性状态,冲击值明显下降的现象。工程上常用的中、低强度结构钢经常发生此类现象。我国东北许多矿山上用的进口大型机械,在冬季就有低温脆性引起的大梁、车架等断裂现象,另外,日本汽车在东北冬季也出现过车架低温脆断问题。1935年比利时在Albert运河上建造了大约50座焊接大桥,这些桥梁在以后几年中不断发生脆性断裂事故:-20℃时发生脆性断裂,整个桥断成三段坠入河中;以后又陆续发生断裂事故,到1950年就有6座在低温下发生脆断。在二战期间,美国焊接的轮船在使用中发生大量的破坏断裂事故,其中238艘完全报废,19艘沉没。值得注意的是,大部分脆断是在气温较低的情况下发生的。当时美国船舶技术标准中没有对船舶用钢的低温脆性和缺口敏感性提出要求。人们没有认识到此问题的重要性。这些是我们在设计、制造高原车需要注意的问题。低温脆性产生的原因:金属材料在不同温度、应力状态、加载速度和环境的作用下,断裂形式各不相同。在工程实际使用的钢材中,脆性断裂的微裂纹形成机理是个非常复杂的问题,目前许多文献发表了这方面的研究成果,主要认为:钢中的第二相颗粒(夹杂物、碳化物)对钢的脆性裂纹形成影响很大。脆性微裂纹可以有碳化物本身破碎开始,也可起源于硫化锰夹杂物处。另外,第二相颗粒的大小对裂纹成核也有一定的影响,小的颗粒不易引起裂纹的产生。低温脆性可起源于晶界。晶界裂纹形成除了晶界上碳化物影响之外,微量有害元素偏析于晶界引起晶界脆化也是个重要因素,磷、硫、锑等元素及溶解的氧、氢、氮等气体在晶界偏析,大幅度降低了晶界脆性断裂抗力,提高了脆性转变温度。应力及位错理论:主要观点认为金属中脆性断裂可起源于:金属晶格中的滑移面阻塞处、机械孪晶的交叉处、应力集中处以及前述的晶界处等。2影响低温脆性的因素:影响钢的低温脆性的因素很多,几乎方方面面,主要的因素如下::合金元素对钢的脆性有一定影响,添加合金元素可使金属基体固溶强化,对防止低温脆性可能起一定作用。钢中添加锰、镍可使脆性转变温度显著降低;碳含量增加时脆性转变温度升高;磷、铜、硅、钼等使脆性转变温度升高;矾、钛在最初使脆性转变温度升高,到达一含量后使脆性转变温度显著降低。因此,材料工程上用降碳加锰、镍元素来设计低温用钢。:冶金因素直接影响到钢中的夹杂物、气体含量以及钢的晶粒度。这些对钢的脆性及转变温度影响较大。试验表明,Si-Al镇静钢比半镇静钢、沸腾钢脆性转变温度低得多。这是因为Si-Al镇静钢脱氧完全,钢中氢、氮含量低,夹杂物少,残留铝能细化晶粒。:显微组织对钢的韧性和脆性转变温度有较大影响,一般情况下,热处理能改善钢的脆性倾向。对16MnCu来讲,40~70mm厚板在热轧状态时无朔性转变温度为-10℃,而经过910正火后,无塑性转变温度下降到-30℃~-40℃。金相观察表明:该钢热轧状态时晶粒度为5~6级,铁素体+珠光体中组织不均匀性大;而正火处理后晶粒细化,组织均匀,改善了钢的低温脆性。:焊接过程中多数缺陷是产生在焊缝金属和热影响区,在热影响区又存在较大的焊接残余应力区。缺陷是否会引起开裂将取决于缺陷尖端附近区域的材