【脆性】回火，低温，σ相

波塞冬的信徒

首先说明，脆裂还包括氢致开裂HIC，氢应力开裂HSC，氯离子应力开裂CSC，硫化物应力开裂SSC。

这些特殊工况与普通机械设备所处的环境差别太大，最好先读规范。
API RP941(高温高压临氢) ，
NACE MR0175(油气，上游开采)，
NACE MR0103(油气，下游炼制)，
低温工况，ASME Ⅷ-1 UCS66。

回到一般的使用环境，那些写机械材料教材的人，未必参与过实践，出书就是评职称啥的目的，东抄西抄，片汤话一大堆，工程应用的时候，完全没法操作。

找个能操作的，冲击载荷较大，应力集中很严重，受大的动载荷，来回扭转，要求塑性和韧性与强度配合，该上重要锻件。
举个例子JB/T 8707 ，300MW，
https://www.doc88.com/p-0807826557952.html。

为保证一些指标，检测部分很容易理解。

制造，锻后热处理，性能热处理也很容易理解，就看冶炼和锻造。

锻件，非铸态或者轧制态使用，铸造时的过热度，中心偏析，中心疏松都没要求，钢锭保证切除余量，锻造保证锻造比就行，这个容易理解。
而那些高强度钢板，矿山机械/工程机械，轧制态使用，过热度，中心偏析，中心疏松，控轧控冷，就需要跟人说清楚。

看材料成分，
对S有要求，容易理解，MnS热脆没法锻；
对P有要求，可以说是冷脆，这个概念有；
对一些其它杂质元素也提出上限要求，对[H],[O],[N]也提出要求；
于是要求冶炼时上真空（133Pa）或者电渣重熔。

回火脆性。
这些规范数据怎么来的？老旱人的电站材料规范，不是熊，就是鸟西屋的。中碳珠光体热强钢，除了保证热强，要求这么干净，就是为了防脆。

回火脆性，说是冲击韧性在某一温度区间存在低谷，除了残奥转变新马导致解离断裂，就是与晶界附近杂质浓度有关，偏聚导致穿晶断裂。

第一类回火脆性，200~400℃回火，这个没法补救；

第二类回火脆性，回火，在450~550℃缓冷，或者直接在450~550℃回火；这个能救，回火，在在450~550℃快冷，或者不在450~550℃回火。
或者不是回火，比如焊接件的去应力退火，反正低于相变温度，优哉游哉地冷却，缓冷么，也脆。

制造时怎么避免第一类？就是炼纯净钢，杂质少了，自然抵挡”异己分子“导致的脆性，或者细化晶粒，”异己分子“无法”集结“，也能起点作用。
歪门邪道的，就是热处理加热时，欠点火候，温度不烧够，就有一部分铁素体残余，把杂质”关进“铁素体”牢房“里，别出来闹事。

第二类，除了缓冷，杂质闯的祸，还有合金元素导致的碳化物。
大致规律，Mn<0.05%不会出现，Cr+Mn>1%，很明显；Mo能抑制回火脆性，但一般在0.2%~0.5%，超过0.5%会增加脆性；W(0.4~1.0%)也能起点作用。
所以抗回火脆性，该选含Mo钢，40Cr<42CrMo<42CrMo4。你说42CrMo5/6/7？没见过。
Mn的固溶强化，到底值不值，需要考虑的。

除了冶炼时的杂质元素含量上限，控制O，N含量，避免夹杂，控制Si，是考虑氢脆。
除了元素单独限制，合金钢还限制两个系数，
X=(10P+5Sb+4Sb+As)*100】，
J=(P+Sn)*(Si+Mn)*10^4，
X<10，J<=100，
有些时候放宽点，
X<15，J<120。

https://www.doc88.com/p-3763877749684.html
福陆的材料，P超标，导致X系数不合格。

低温脆性。
低温脆性，跟钢的含碳量，合金元素含量，杂质，晶粒度，有关。组织上，面心结构，奥氏体，低温韧性和塑性就是就是好。
促进奥氏体转变元素，Mn，Ni，跟之前讲过的不锈钢内容重合，不说了。


https://mp.weixin.qq.com/s?__biz ... 667750a67a&scene=27


跟回火脆性联合考虑，一些控制指标，
工作温度t0-50%纤维断裂面温度FATT50≥30~60℃，
夏比V型冲击功CVN，几个有意思的数字，(21J) 15ft*lb，(27J) 20ft*lb，(30J) 22ft*lb，(42J) 30ft*lb ，(54J)40ft*lb，跟强度级别相互关联，
ASME的标准，许用低温下，
屈服≤450MPa，三个试样平均CVN>20ft*lb，CVNmin>15ft*lb
屈服＞450MPa，三个试样平均CVN>30ft*lb，CVNmin>22ft*lb
其它的一些要求，断后伸长率δ5≥15%，
步冷试验，Vtr40+1.5ΔVtr40<38℃，Vtr40指40ft*lb能量，夏比V
这些都很容易理解。

一个非低温工况，风电主轴，平均CVN>42J@-20℃，CVNmin>42J*70%
https://www.doc88.com/p-90999779365267.html

σ相脆性
主要是一些高Cr钢，在550~800℃长时间加热析出σ相，导致脆化。
主要成分FeCr，硬，晶界层片状分布，同时形成贫Cr，抗腐蚀下降，还降低固溶强化效果，总之，这东西是坏透了。

处理办法，就是固溶。
其它高Cr钢，如双相不锈钢，铁素体含量比较高的，使用温度最好不要超过350℃。

控制指标，铁素体含量序数FN，谢夫尔图与德龙图计算铁素体含量。
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz ... f7f8be24df&scene=27

一般规律，FN<3，低脆断风险，3<FN<6，中脆断风险，FN>8，高脆断风险。
验收标准第7项，第8项，核级设备，”δ>5FN“，很可能有问题。



虽然FATT50跟化学成份有关联式，但用处不大，因为重要零件，调完化学成分，肯定得试验，所以都是经验值。

色狼一条

哈哈  又有新东西骗饭吃   多谢大侠分享

2266998

冲击能的概念非常复杂，你看鸟国用V型缺口实验，熊就是U型缺口，大汗是“择机而选”，

讲这些，一般场合没办法说，提高强度，需要硅，硅多了就脆，玩晶粒就需要镍，而晶界是另外一个玩法，碳晶界就得想办法细化，加“牛逼”，而金属化合物晶界就不需要，晶界厚度大了也脆，晶界很薄因为之间作用力的内力，也脆，

就论述这些，有时把自己绕进去，需要特小心 ，我说一段，就停下来观察，哈哈，不是怕突然跳出八次狼，现实社会那孙子不敢，也不会有资格，哈，就是你说话一定要越过他们头顶，

红毛来了，就得小心，玩“能量”的是另外一套理论 ，需要理解能量理论，不论你晶态，能量超了，概率就引发脆性，

寂静回声

让deepseek满血版给你的帖子归纳了一下

一、特殊工况下的材料失效机制
‌环境致脆类型‌：列举氢致开裂（HIC/HSC）、氯离子/硫化物应力开裂（CSC/SSC）等特殊环境下的材料失效形式，强调需依据行业规范（如API RP941、NACE MR0175/MR0103）进行材料选型。
‌低温脆性‌：分析低温环境下钢材的脆性转变（FATT50指标）、冲击功要求（CVN值），关联ASME标准中对屈服强度与冲击韧性的分级控制。
二、材料制备工艺的关键控制
‌冶炼与锻造‌：
强调杂质元素（S/P/[H]/[O]/[N]）的严格限制，需采用真空脱气或电渣重熔工艺。
对比锻件（消除铸态缺陷）与轧制态钢板（需控制偏析/疏松）的工艺差异。
‌组织性能优化‌：
通过锻造比控制、热处理（正火/调质）细化晶粒，改善材料韧性。
高铬钢需避免σ相脆化（550-800℃长期服役风险），提出铁素体含量（FN值）的验收标准。
三、回火脆性深度解析
‌两类回火脆性‌：
‌第一类（不可逆）‌：200-400℃区间，需通过纯净钢冶炼（低杂质）、晶粒细化或未溶铁素体包裹杂质抑制。
‌第二类（可逆）‌：450-550℃缓冷致脆，提出快冷工艺及合金元素（Mo/W添加抑制，Mn/Cr限值）的协同控制。
‌脆性评价指标‌：引入X系数（杂质元素加权和）、J系数（元素交互作用）量化脆化倾向，以福陆案例说明超标风险。
四、工程实践导向
‌规范与理论差异‌：批评教材脱离实践，强调需依赖行业规范（如ASME VIII-1 UCS66低温设计）而非纯理论。
‌检测与验收‌：
明确冲击功（CVN）、断后伸长率（δ5）等硬性指标。
提出步冷试验（Vtr40+1.5ΔVtr40<38℃）等工程验证方法。
核心主题总结
该内容系统论述了材料在极端环境（高温/高压/腐蚀/低温）下的脆性失效机理，从冶金原理、工艺控制到检测标准，构建了一套工程导向的抗脆性设计体系，旨在指导关键设备（如电站/油气装置/风电主轴）的材料选型与制造质量控制。

看了这个总结，更糊涂了

波塞冬的信徒

2266998 发表于 2025-3-12 19:18
冲击能的概念非常复杂，你看鸟国用V型缺口实验，熊就是U型缺口，大汗是“择机而选”，

讲这些，一般场合没 ...

强度，六个方面（晶格摩擦，固溶强化，沉淀强化，位错与微结构强化，织构强化，细晶强化），塑性，两个方面（断后伸长，截面收缩），’韧性，两个方面（夏比上平台能CSE，冲击转变温度ITT），包括脱氧方式，元素的固溶度积，这些都有关联式，很大一个章节。


要是做合金设计，这些是得完全弄明白，理化试验，检测方法都得会。


咱本事没那么大，现阶段只是考虑选材，写清楚技术条件，跟供货商交流时，清楚自己要什么东西，看他的制造计划，检验与试验计划，验收时，逐条核实，别想忽悠我。
总体来说，干的是项目，不是研发，先参考相关规范，控制好指标，把事情办利索。