基于GTN模型的MnS夹杂物高温致裂行为研究

发布时间：2021-07-10 04:30

　　金属在高温下常在第二相粒子和夹杂物附近引发孔洞萌生扩展,随着变形量的增大,钢材内部损伤逐渐积累,断裂行为随之发生。以MnS为代表的塑性夹杂物在变形过程中更容易导致裂纹的萌生和扩展,对钢材的质量和使用安全性非常有害。考虑微观损伤的GTN（Gurson-Tvergaard-Needleman）损伤模型能够将材料的宏观拉伸过程与材料内部的损伤演化过程联系起来,进而分析和预测钢材的断裂行为。因此,本文基于GTN损伤模型展开对高温下MnS致裂行为的研究。通过真空冶炼的方法获得了含MnS铸态304不锈钢和无MnS铸态304不锈钢两种材料,并对其显微组织和MnS塑性夹杂物的分布状态进行了观察。通过不同变形温度的热拉伸实验,获得了两种材料的真实应力应变曲线,并结合试样拉伸后的断口,分析了MnS塑性夹杂物对高温塑性的影响以及MnS塑性夹杂物对高温断裂行为的影响。另外,对试样断口的垂直截面进行金相观察,探索MnS塑性夹杂物对断口附近孔洞的萌生和聚合行为的影响。通过不同缺口半径的热拉伸实验,获得了两种材料在不同应力状态下的载荷—位移曲线,采用光学显微镜对拉伸后试样的断口和颈缩位置进行观察分析,并采用FAT（... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

孔洞形核、长大、聚合到断裂的过程

第 2 章 实验材料制备和实验方案实验材料的制备8mm 锻态 304 不锈钢棒材作为冶炼的基体原料，其化学成分如真空冶炼的方式获得含 MnS 夹杂物的钢材以及无 MnS 夹杂表 2-1 锻态 304 不锈钢化学成分 CMnSiP S Cr N0.0610.860.550.0290.01818.068.5单介绍一下含 MnS 夹杂物的钢材的冶炼过程，冶炼方案如图

冶炼过程去除加料过程即为无 MnS 夹杂物的钢材的冶炼过程，此观察和确定所炼制的钢锭中夹杂物的分布形态以及类型，实验采用的方式获得的含 MnS 夹杂物的钢材，其化学成分如表 2-2 所示，炼重凝的无 MnS 夹杂物的钢材，其化学成分与锻态 304 不锈钢相如表 2-1 所示。表 2-2 含 MnS 夹杂物铸态 304 不锈钢化学成分 CMnSiP S Cr Ni分0.0612.700.550.0290.3018.068.05除每个钢锭的冒口及水口部分后，在每个钢锭的水口端利用线切割进行夹杂物的形态分析及成分确定，具体取样位置如图 2-2 所示。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3275192