C4鋼管脆性斷裂的主要生成原因

C4鋼管脆性斷裂的主要生成原因有哪些呢？C4鋼材料廠家介紹C4鋼異徑管的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆(cui)性(xing)破壞：加載后，無明顯(xian)變形，因此破壞前無預兆，斷裂時斷口平(ping)齊，呈有光澤(ze)的晶(jing)粒狀。脆(cui)性(xing)破壞危險性(xing)大。

影響C4鋼管脆(cui)性破(po)壞的(de)因素(su)

1.化(hua)學成分

2.冶金(jin)缺(que)陷（偏析(xi)、非金(jin)屬夾雜、裂(lie)紋、起層）

3.溫度（熱脆(cui)、低(di)溫冷脆(cui)）

4.冷作硬(ying)化

5.時(shi)效硬(ying)化(hua)

6.應力集(ji)中

7.同號三(san)向主應力狀(zhuang)態(tai)

(1) C4鋼(gang)管質量(liang)差(cha)、厚(hou)度大：鋼(gang)材(cai)的(de)碳、硫、磷、氧、氮等元素(su)含量(liang)過高,晶粒(li)較(jiao)粗,夾雜物(wu)等冶金(jin)缺陷嚴重,韌性(xing)差(cha)等；較(jiao)厚(hou)的(de)鋼(gang)材(cai)輥軋次數較(jiao)少，材(cai)質差(cha)、韌性(xing)低，可(ke)能存在較(jiao)多的(de)冶金(jin)缺陷。

(2) 結構(gou)或(huo)構(gou)件構(gou)造不合(he)理(li)：孔(kong)洞、缺口或(huo)截面改變(bian)急劇或(huo)布置不當等使應力集中嚴重。

(3) 制造安裝質(zhi)量差：焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴(yan)重；冷加工引起的(de)應變(bian)(bian)硬化(hua)和(he)隨后出(chu)現的(de)應變(bian)(bian)時效使鋼材變(bian)(bian)脆(cui)。

(4) 結(jie)構受有較大動力荷載(zai)或反復荷載(zai)作(zuo)用(yong)：但荷載(zai)在結(jie)構上(shang)作(zuo)用(yong)速度很(hen)快時（如吊車(che)行進時由(you)于(yu)軌縫處高(gao)差而(er)造(zao)成對吊車(che)梁的沖擊作(zuo)用(yong)和地(di)震作(zuo)用(yong)等），材(cai)料(liao)的應力- 應變特性(xing)就要發生很(hen)大的改(gai)變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高(gao)而(er)韌性(xing)降低(di)(di)。特別是和缺陷、應力集中、低(di)(di)溫(wen)等因素同時作(zuo)用(yong)時,材(cai)料(liao)的脆性(xing)將顯(xian)著增加。

（5）C4鋼管在較(jiao)低(di)環境溫(wen)度(du)下工作(zuo)：當溫(wen)度(du)從常溫(wen)開(kai)始下降(jiang)(jiang)肘,材(cai)料的(de)缺口(kou)韌性(xing)(xing)將隨之降(jiang)(jiang)低(di),材(cai)料逐漸變(bian)脆(cui)(cui)。這(zhe)種性(xing)(xing)質稱(cheng)為低(di)溫(wen)冷脆(cui)(cui)。不(bu)同(tong)(tong)的(de)鋼種,向脆(cui)(cui)性(xing)(xing)轉化的(de)溫(wen)度(du)并不(bu)相(xiang)同(tong)(tong)。同(tong)(tong)一種材(cai)料,也會由(you)于缺口(kou)形狀的(de)尖銳程度(du)不(bu)同(tong)(tong),而(er)在不(bu)同(tong)(tong)溫(wen)度(du)下發生(sheng)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂。

為了防止(zhi)C4鋼管的脆(cui)性(xing)斷裂(lie)，可以從以下幾個方(fang)面著手：

1、裂紋

當焊接結(jie)構的板厚較大時（大于25mm），如果含碳(tan)量高，連接內部有約束作用，焊肉外形不適當，或冷卻(que)過快(kuai)，都有可能在焊后出現裂紋，從而產生斷裂破壞。針對這個(ge)問(wen)題，把碳(tan)控制(zhi)在0.22%左右，同時在焊接工(gong)藝(yi)上增加預熱措施使焊縫冷卻(que)緩慢，解決了斷裂問(wen)題。

焊縫冷卻時(shi)收縮(suo)作用受到(dao)約束(shu)，有(you)可能促使(shi)它出(chu)(chu)現裂紋。措施是：在兩板(ban)之間墊上軟鋼絲留出(chu)(chu)縫隙，焊縫有(you)收縮(suo)余地，裂紋就不會出(chu)(chu)現。

把(ba)角焊(han)縫(feng)的(de)表面作成(cheng)凹形(xing)，有(you)利于緩和應力集中。凹形(xing)表面的(de)焊(han)縫(feng)，焊(han)后比凸形(xing)的(de)容易(yi)開(kai)裂，原因是凹形(xing)縫(feng)的(de)表面有(you)較(jiao)大的(de)收縮拉應力，并且在(zai)45°截面上焊(han)縫(feng)厚(hou)度小。凸形(xing)縫(feng)表面拉力不(bu)大，而45°截面又有(you)所(suo)增強，情況要好的(de)多。在(zai)凹形(xing)焊(han)縫(feng)開(kai)裂的(de)條件下(xia)，改用(yong)凸形(xing)焊(han)縫(feng)，就不(bu)再(zai)開(kai)裂。

2、應力

考察斷(duan)裂問題時，應(ying)(ying)力是構件(jian)的(de)實際應(ying)(ying)力，它不僅和(he)(he)(he)(he)荷載(zai)的(de)大小有(you)關(guan)，也和(he)(he)(he)(he)構造(zao)形(xing)狀(zhuang)及施焊條件(jian)有(you)關(guan)。幾(ji)何形(xing)狀(zhuang)和(he)(he)(he)(he)尺寸的(de)突然(ran)變化(hua)(hua)造(zao)成應(ying)(ying)力集(ji)中，使局部應(ying)(ying)力增(zeng)高，對脆性(xing)破壞(huai)較為危(wei)險(xian)。施焊過(guo)(guo)程造(zao)成構件(jian)內的(de)殘(can)余拉應(ying)(ying)力，也是不利(li)的(de)。因此，避(bi)免焊縫(feng)過(guo)(guo)于集(ji)中和(he)(he)(he)(he)避(bi)免截面突然(ran)變化(hua)(hua)，都有(you)助于防止脆性(xing)斷(duan)裂。

3、材料選用

為了(le)防止C4鋼(gang)管脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂，結(jie)構(gou)的(de)(de)材料應該(gai)具有(you)一定(ding)的(de)(de)韌性(xing)(xing)。20#鋼(gang)管斷(duan)裂時吸收(shou)(shou)的(de)(de)能量(liang)和(he)溫(wen)度(du)有(you)密切關(guan)系。吸收(shou)(shou)的(de)(de)能量(liang)可以劃分為三個區域，即變(bian)形是塑性(xing)(xing)的(de)(de)、彈(dan)塑性(xing)(xing)的(de)(de)和(he)彈(dan)性(xing)(xing)的(de)(de)。要求材料的(de)(de)韌性(xing)(xing)不低(di)于(yu)(yu)彈(dan)性(xing)(xing)，以避免出現完(wan)全脆(cui)性(xing)(xing)的(de)(de)斷(duan)裂，也沒有(you)必要高于(yu)(yu)彈(dan)塑性(xing)(xing)，對(dui)鋼(gang)材要求太(tai)高，必然(ran)會提高造(zao)價。鋼(gang)材的(de)(de)厚度(du)對(dui)它的(de)(de)韌性(xing)(xing)也有(you)影(ying)響(xiang)。厚鋼(gang)板的(de)(de)韌性(xing)(xing)低(di)于(yu)(yu)薄鋼(gang)板。

4、構造細部
發生C4鋼管脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙，或相當于構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當于狹長的裂紋，造成高度的應力集中，焊縫則造成高額殘余拉應力并使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化，提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此，設計時必須注意焊縫的施工條件，以保證施焊方便，能夠焊透。