工业纯铁内部穿晶疲劳微裂纹的扩散愈合

来源: 余姚市通达钢材有限公司  作者: http://www.chuntie.com.cn/  时间: 2012-08-17

　　许多研究者曾在陶瓷材料中观察到了裂纹的愈合现象，此外，也有一些关于在石英、玻璃、聚合物材料中裂纹愈合的研究报道。裂纹的愈合机理被归结为物质扩散迁移、压合效应、表面氧化、裂纹尖端物质填充同等几种机制。早期的一些研究涉及到材料表面裂纹的愈合，由于外界环境气体进入裂纹内部，使得这些研究带有一定的不确定性。材料内部裂纹的愈合则不同，系统与环境只有能量交换而无物质交换，裂纹体的形态演变只能在获得环境能量输入后靠其内部自身物质的迁移与结构重排来完成。就金属材料内部几何缺陷的扩散性愈合研究而言，目前尚仅限于对于由中温疲劳或循环蠕变所产生的内部空洞进行退火消除处理等方面。而对于加载条件下金属材料内部产生的类裂纹型几何缺陷，如在服役条件下产生的疲劳裂纹的愈合研究，则尚未见有价值的研究进展报道。由于此类金属材料的真实内部微裂纹无论其初始几何形态，特别是其所在的位置(如在晶内、晶界或穿晶)，还是其尺寸和内部的真空状态等均与其它形式所预制的宏观裂纹有着本质的区别。因此，金属材料内部微裂纹扩散性愈合在几何形态演变形式，扩散机理及热动力学属性等方面也有其特殊性。同时，研究金属材料内部服役条件下产生的疲劳微裂纹的愈合，不仅是对真实裂纹进行的研究，而且具有现实意义。疲劳裂纹的愈合使得材料性能被部分或全部恢复，其使用寿命得以延长，从而提高材料的使用效益。在由多晶体构成的金属材料中，晶界是影响裂纹扩散愈合的一个重要因素。由于晶界扩散的参与，内部裂纹愈合过程中的形态改变、演变机理等与其在晶粒内部的愈合过程有着很大的差别，尤其是对于裂纹演变形成的位于晶界上的空洞，其收缩机制与晶内空洞完全不同。为此，余姚市通达钢材有限公司着重研究工业纯铁内部跨越晶界的疲劳微裂纹在退火条件下的形态演变机理，探讨了晶界对于裂纹愈合的影响。