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微觀結構觀察與分析

在以0.5 s ^-1的應變速率進行測試后，缺口拉伸試樣的斷裂表面附近的金相組織。拉伸溫度為850℃。切口半徑分別為6毫米，4毫米，2毫米和1毫米。動態(tài)再結晶發(fā)生在所有四個帶缺口的半徑區(qū)域。隨著切口半徑的減小，再結晶度隨著應力三軸性的增加而降低，并且晶粒尺寸的生長變慢。缺口半徑為6 mm時，再結晶會更充分地發(fā)生，但缺口半徑??為1 mm的樣品的動態(tài)再結晶仍保留在開始階段。分析表明，當切口半徑為1 mm時，應力三軸性和應變集中度都很大。強烈的形變畸變可以驅動再結晶成核，但是由于強烈的應變集中，再結晶發(fā)生在材料變形之前。因此，最終斷裂后的晶粒結構明顯比其他樣品細，但隨著缺口半徑的增加，熱影響區(qū)的應變變得均勻，抗斷裂性增強，斷裂應變增加。隨著變形的增加，動態(tài)再結晶變得越來越完整。切口半徑為6mm的樣品的再結晶更加充分地完成。

斷裂掃描與分析

使用SEM觀察到的樣品在850℃的溫度下獲得了流變曲線，并且切口半徑為2mm。在選定的參考條件下，可以進一步解釋不同應力狀態(tài)和變形溫度對樣品的斷裂機理和影響規(guī)律。
 

當變形溫度為850°C時，處于不同應力狀態(tài)的截面被尺寸不同的凹坑占據(jù)。凹痕是宏觀特征，反映了材料塑性變形中內部空隙的生長和會聚。這再次證明了35CrMo鋼的拉伸破壞是由典型的韌性斷裂引起的。在考慮空隙旋轉和空隙形狀變化的因素后，韌性斷裂以不同的形式發(fā)生，但是基本過程是相似的。它們都以正應力狀態(tài)出現(xiàn)，并具有正應力三軸性和斷裂表面上的粗糙凹痕。應力-應變曲線表明，隨著應力三軸性的增加，斷裂應變減小，這是明顯的，并由微觀孔隙的增長反映出來。當凹口的半徑減小時，即，隨著應力三軸性的增加，凹痕的直徑和深度減小。這是因為較高的應力三軸度會在材料中產生較大的應力集中，并且在較小的應變下會發(fā)生斷裂。在拉伸應力下引發(fā)的材料中的空隙不會積聚和生長，也不會沿拉伸方向延伸。取而代之的是，隨著應力三軸性的降低，材料的斷裂應變增加，在相同的應變速率下，變形時間增加，并且材料中的空隙不斷增長并積累。因此，凹坑的橫截面大而深。

顯示了在850°C至1150°C的溫度下應變，缺口半徑為2 mm的樣品的斷裂掃描形態(tài)。在相同的應力狀態(tài)下，變形溫度對材料橫截面的收縮有顯著影響。結果表明，隨著溫度的升高，斷面的收縮率急劇增加，而35CrMo鋼的頸縮能力隨溫度的升高而明顯提高。

當變形溫度為850℃時，凹坑淺并且尺寸不同。在此較低的溫度下，相鄰凹痕的綜合變形能力和縮頸能力降低，這降低了材料的損傷容限。隨著變形溫度的升高，相鄰凹坑之間的凹坑壁被撕裂，并且凹坑的數(shù)量逐漸減少。由于溫度的升高，材料的斷裂應變增加，從而為微孔的生長和積累留出了足夠的時間，尤其是在凹坑逐漸加深的拉伸方向上。最后，這些凹坑合并為一個凹坑，從而使各個凹坑得以生長。當溫度達到1050°C和1150°C時，斷口上的凹痕數(shù)量急劇減少，并且凹痕明顯增加和加深，表明35CrMo鋼在高溫下具有良好的塑性。高溫變形下的酒窩壁表現(xiàn)出明顯的滑移特性，這是較大的塑性應變的一個顯著特征，這也解釋了流變應力曲線中的斷裂應變值隨溫度升高而增加的現(xiàn)象，即破壞能力極限。在較高的溫度下材料的強度會提高。

結論

進行了拉伸試驗和拉伸卸載試驗，以研究35CrMo鋼的裂紋萌生和斷裂行為。主要結論如下：（1）35CrMo鋼中的裂紋形成是由于高溫拉伸過程中微腔的形核，生長和聚結而引起的。隨著位錯密度的疊加，由于晶粒的異質性而產生了應力集中，并且首先發(fā)生了形核。空隙生長和聚結的過程導致材料的破裂。夾雜物（例如Ca和Al ₂ O _3的化合物）是導致空穴成核的主要異質相。（2）應力三軸性對35CrMo鋼的流變行為的影響非常顯著。應力三軸度較高的樣品首先達到峰值應力，峰值應力高于應力三軸度較低的樣品，斷裂應變較低。溫度對35CrMo鋼的斷裂應變范圍影響不大，但斷裂應變隨著拉伸溫度的升高而略有增加。（3）在相同的拉伸變形溫度下，鋼的再結晶度隨應力三軸性的增加而降低；動態(tài)再結晶晶粒尺寸大，而斷裂表面的凹坑又小又淺。但是，溫度主要反映在截面的收縮率上。35CrMo鋼在高溫下表現(xiàn)出良好的塑性，斷裂凹痕大而深。

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