Qz35鋼波形護欄室溫脆斷原因分析

　　1、概況

　　室溫下的Q235低碳結(jié)構(gòu)鋼具有較高的m性、韌性及適中的強度，是應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)鋼。高速公路波形護欄選用Q235鋼，就是利用其優(yōu)良的塑性及一定的強度來保護高速行駛的汽車。但某公司在安裝高速公路波形護欄時發(fā)現(xiàn)有些護欄脆性極大，甚至經(jīng)手錘敲擊即可脆斷，完全失去了Q235鋼的良好塑性。

　　2..試驗結(jié)果及分析

　　(1)護欄材料的化學(xué)成分分析失效件和試驗件化學(xué)成分如表10-51所示結(jié)果均符合GB/-T 700一1988的要求。

表10-51護欄材料的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

　　(2)宏觀分析護欄板厚度為3mm，表面經(jīng)鍍鋅處理。護欄斷口無宏觀塑性變形，斷口能很好地吻合，用肉眼觀察斷口形貌呈結(jié)晶狀，并有鏡面反光現(xiàn)象。由此可見，護欄的斷裂性質(zhì)屬于宏觀脆性斷裂。

　　(3)斷口微觀分析在日本產(chǎn)5-250掃描電鏡下，對失效護欄斷口進行微觀觀察，其形貌如圖10一175所示。從圖10一175a中可看出明顯的河流花樣，由此可以確定該護欄的微觀斷裂機制主要是解理型斷裂;但是有些部位也可看到沿晶型斷裂、如圖10一175b所示。

　　(4)金相分析因護欄使用的是Q235低碳結(jié)構(gòu)鋼，熱軋后空冷的材料應(yīng)該得到正火組織。正常的低碳鋼正火組織是鐵素體+珠光體。失效件經(jīng)常規(guī)制樣后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液腐蝕，卻看不到珠光體組織，只能看到白色的、大小不均的晶粒狀組織，如圖10一176所示。經(jīng)顯微硬度側(cè)試，大晶拉硬度為117HVO. 02，小晶粒為757HVO. 02，大小晶粒的硬度差別較大。又根據(jù)鐵素體與滲碳體在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液腐蝕后，都為白亮色的特征，改用堿性苦昧酸鈉溶液腐蝕，小晶粒全部被染成黑色顯現(xiàn)出來，大晶粒不變色，如圖10一177所示.

圖10一175失效護欄斷口微觀形貌（圖a）

圖10一175失效護欄斷口微觀形貌（圖b）

圖10.176失效護欄經(jīng)硝酸酒精溶液腐蝕后的組織120 x

圖10一177失效護欄經(jīng)堿性苦味酸鈉溶液腐蝕后的組織120x

　　根據(jù)堿性苦味醉鈉滾肪可以腐蝕滲碳體的原理，以及小晶粒硬度值較高和分布規(guī)律，可確定其小晶粒為游離滲碳體組織，滲碳體顆粒長37. 5um，寬7.5 um左右，大晶粒為鐵累體，晶粒大小為5一6級。由此可確定，失效件的顯微組織為粗大的鐵素體+滲碳體的反常組織。

　　脆斷原因分析甲35鋼材屬于冷脆金屬。冷脆金屬發(fā)生解理斷裂的必要條件是，構(gòu)件在其脆性轉(zhuǎn)折溫度以下工作。護欄是在室外環(huán)境溫度并不太低的情況下使用，顯然護欄發(fā)生脆斷與使用環(huán)境溫度無關(guān)。材料的脆性轉(zhuǎn)折溫度為什么推移至室溫呢?

　　一是粗大的滲碳體硬脆相沿品界分布，起著微裂紋的作用，使致密材料轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖诖罅课⒘鸭y的材料.致使脆性轉(zhuǎn)折溫度升高

　　二是材料晶體質(zhì)量不夠。