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Qz35钢波形护栏室温脆断原因分析

发布者:波形护栏板 发布时间:2016/5/18 11:34:55 阅读:次 【字体:

   Qz35钢波形护栏室温脆断原因分析

  1、概况

  室温下的Q235低碳结构钢具有较高的m性、韧性及适中的强度,是应用最广泛的一种结构钢。高速公路波形护栏选用Q235钢,就是利用其优良的塑性及一定的强度来保护高速行驶的汽车。但某公司在安装高速公路波形护栏时发现有些护栏脆性极大,甚至经手锤敲击即可脆断,完全失去了Q235钢的良好塑性。

  2..试验结果及分析

  (1)护栏材料的化学成分分析失效件和试验件化学成分如表10-51所示结果均符合GB/-T 700一1988的要求。

表10-51护栏材料的化学成分(质量分数)

表10-51护栏材料的化学成分(质量分数)

  (2)宏观分析护栏板厚度为3mm,表面经镀锌处理。护栏断口无宏观塑性变形,断口能很好地吻合,用肉眼观察断口形貌呈结晶状,并有镜面反光现象。由此可见,护栏的断裂性质属于宏观脆性断裂。

  (3)断口微观分析在日本产5-250扫描电镜下,对失效护栏断口进行微观观察,其形貌如图10一175所示。从图10一175a中可看出明显的河流花样,由此可以确定该护栏的微观断裂机制主要是解理型断裂;但是有些部位也可看到沿晶型断裂、如图10一175b所示。

  (4)金相分析因护栏使用的是Q235低碳结构钢,热轧后空冷的材料应该得到正火组织。正常的低碳钢正火组织是铁素体+珠光体。失效件经常规制样后用质量分数为4%的硝酸酒精溶液腐蚀,却看不到珠光体组织,只能看到白色的、大小不均的晶粒状组织,如图10一176所示。经显微硬度侧试,大晶拉硬度为117HVO. 02,小晶粒为757HVO. 02,大小晶粒的硬度差别较大。又根据铁素体与渗碳体在质量分数为4%的硝酸酒精溶液腐蚀后,都为白亮色的特征,改用碱性苦昧酸钠溶液腐蚀,小晶粒全部被染成黑色显现出来,大晶粒不变色,如图10一177所示.

图10一175失效护栏断口微观形貌(图a)

图10一175失效护栏断口微观形貌(图a)

 

图10一175失效护栏断口微观形貌(图b)

图10一175失效护栏断口微观形貌(图b)

图10.176失效护栏经硝酸酒精溶液腐蚀后的组织120 x

图10.176失效护栏经硝酸酒精溶液腐蚀后的组织120 x

 

图10一177失效护栏经碱性苦味酸钠溶液腐蚀后的组织120x

图10一177失效护栏经碱性苦味酸钠溶液腐蚀后的组织120x

  根据碱性苦味醉钠滚肪可以腐蚀渗碳体的原理,以及小晶粒硬度值较高和分布规律,可确定其小晶粒为游离渗碳体组织,渗碳体颗粒长37. 5um,宽7.5 um左右,大晶粒为铁累体,晶粒大小为5一6级。由此可确定,失效件的显微组织为粗大的铁素体+渗碳体的反常组织。

  脆断原因分析甲35钢材属于冷脆金属。冷脆金属发生解理断裂的必要条件是,构件在其脆性转折温度以下工作。护栏是在室外环境温度并不太低的情况下使用,显然护栏发生脆断与使用环境温度无关。材料的脆性转折温度为什么推移至室温呢?

  一是粗大的渗碳体硬脆相沿品界分布,起着微裂纹的作用,使致密材料转变为存在大量微裂纹的材料.致使脆性转折温度升高

  二是材料晶体质量不够。

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