QBe2铍铜合金的断口存在的现象及其解决需要分析

铍铜在合金中的使用范围也越来越广,在不同的钢中占据很重要的位置,在不同的合金的使用中,其中铍铜也是近几年来成为市场上很重要的资源之一,需要将不同的铜资源以最少的消耗最有用的利用价值,这也是符合我国现在走持续经济发展的道路。QBe2合金在不同时效处理后拉伸断口的微观形貌特点来解析,合金在300℃时效1th和2h后的微观形貌,是可以看出断口中韧窝细小、较浅分布不均,而且数量较少,仍属于延性断裂。铜合金资源在320℃时效2h和3h后的微观形貌,断口中可以看出此时的断裂为沿晶断裂,但可以发现在断口中仍有韧窝存在,这是由于合金局部区域发生塑性变形引起的。
合金在340℃时效3h和4h后的微观形貌。由于合金时效后为过时效状态,在晶界处有大量的第二相析出,从而使裂纹沿晶界扩展而导致断裂,断口上可见明显的晶界撕裂棱,形成脆性沿晶断口。
晶间脆性的许多事例是由于晶界沉淀引起的,脆性部分取决予沉淀部分在晶界上所占面积的百分数。也取决于沉淀相与基体界面的特性及沉淀相的形貌和它的力学性质。低温下断裂时,沉淀相的影响主要是力学上的。因为通常它们比基体硬,除非把它们弄碎或从基体上撕下来,否则不会变形。这会导致裂纹的萌生,且有利于晶间裂纹的扩展。紧靠裂纹的前缘处,由于应力状态基本是三向的,故裂纹萌生机制起作用后,会形成类似于塑坑的空穴,可以看到,这种类型的断口具有廷性断口的一般形貌,就好像沉淀相不是分布在晶内,而是集中在晶界上,因而裂纹可沿晶界扩展,这就出现了某种程度的“塑性沿晶”断口。这类断口的形貌和晶界上沉淀相的大小及分布有关。
黄铜的物理性能也、沉淀密度很比较高,沉淀相密度越高,塑坑的密度就越大、裂纹沿晶界扩展引起的变形区的宽度就越小。质点的密度增加时,裂纹扩展需要的能量下降。此外,当沉淀相的尺寸增加到在晶界界面上已占相当比重时,断口形貌就逐渐变脆,因为裂纹扩展时用不着更多的变形了。
通常,晶体断裂过程中裂纹的扩展总是沿着原子结合力最弱的区域进行,而并非晶界,但当出现下列情况时,会产生晶界脆断:其一是晶界存在连续分布的脆性第二相;其二晶界上有微量元素或杂质的偏析;其三是由于环境损害了晶界,形成了氢脆、应力腐蚀等,使晶界抗力大大降低。QBe2合金的时效过程正是在晶界发生大量的不连续析出硬脆相,从而使合金的力学性能得到提高,拉伸断口也呈现脆性沿晶断裂。
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