Por que alguns metais resistem a ambientes extremos e outros falham? Compreender o desempenho dos materiais metálicos é fundamental para selecionar o material certo para sua aplicação. Este artigo explora as propriedades físicas, químicas e mecânicas que determinam o comportamento do metal sob várias condições. Mergulhe de cabeça para aprender sobre fatores como elasticidade, resistência à corrosão e resistência à tração e descubra como essas propriedades influenciam a seleção de materiais na engenharia e na fabricação.
A seleção de materiais é baseada principalmente no desempenho dos materiais metálicos.
As propriedades dos materiais metálicos podem ser classificadas em duas categorias: desempenho de processamento e desempenho de serviço.
O desempenho de serviço refere-se ao desempenho das peças metálicas sob condições reais de uso.
O desempenho dos materiais metálicos determina seu escopo de aplicação.
Esse desempenho abrange propriedades físicas, químicas e mecânicas.
As propriedades físicas do metal são caracterizadas por seu comportamento sob as ações físicas de força, calor, luz e eletricidade.
Consulte a Tabela 1 para obter os principais indicadores de desempenho físico.
Tabela 1: Propriedades físicas dos metais
| Nome e símbolo | Fórmula de cálculo ou método de expressão | Significado e descrição |
| Módulo elástico E (MPa) |  Onde:σ - tensão, MPa; ξ - deformação,%; Carga de tração F, N; Lo - comprimento original da amostra, mm; S0 - área da seção transversal original da amostra, mm²; Δ L - alongamento absoluto, mm. | Na faixa de deformação elástica, a relação entre a tensão e a deformação é chamada de módulo de elasticidade, que representa a capacidade dos materiais de resistir à deformação elástica. O valor numérico reflete a dificuldade de deformação elástica do material e é equivalente à tensão necessária para que o material produza uma deformação elástica unitária. Para componentes com pequena deformação elástica exigida em aplicações de engenharia, devem ser selecionados materiais com alto módulo de elasticidade. O módulo de elasticidade pode ser medido por meio de teste de tração. |
| Módulo de cisalhamento G (MPA) |  Onde: d。- Diâmetro da amostra, mm; L0 - Comprimento do medidor de amostra, mm; Torque M, n - mm; Φ- Ângulo de torção, (°). | Na faixa de deformação elástica, a razão entre a tensão de cisalhamento e a deformação de cisalhamento é chamada de módulo de cisalhamento. É uma constante do material, que representa a capacidade de um material de resistir à deformação por cisalhamento. Em materiais isotrópicos, ele tem a seguinte relação com o módulo de elasticidade E e o coeficiente de Poisson: G = E / [2 (1 + V). O teste de torção é frequentemente usado no laboratório para determinar o módulo de cisalhamento dos materiais. |
| Índice de Poisson v |  Onde: ξ1 - deformação longitudinal,%; ξ2 - deformação transversal,%. | Sob a ação de uma tensão axial uniformemente distribuída e dentro do limite proporcional da deformação elástica, o valor absoluto da razão entre a deformação transversal e a deformação longitudinal é chamado de coeficiente de Poisson, também conhecido como coeficiente de deformação transversal. Para materiais isotrópicos, esse valor é uma constante dentro da faixa limite proporcional de deformação elástica. Além dessa faixa, esse valor muda com a tensão média e a faixa de tensão usada, e não é mais chamado de coeficiente de Poisson. Para materiais anisotrópicos, há vários coeficientes de Poisson. O coeficiente de Poisson dos materiais comuns de aço carbono é de 0,24 a 0,28. O coeficiente de Poisson tem a seguinte relação com o módulo de elasticidade E e o módulo de cisalhamento G:v=E/2G-1. |
| Densidade ρ (t / m3) | Ρ=m/v Onde: m-massa do objeto, t1; V - volume do objeto, m3. | Representa a massa por unidade de volume do metal. A densidade de diferentes materiais metálicos é diferente, e o valor da densidade do material está diretamente relacionado ao peso e à compactação das peças feitas com ele. |
| Ponto de fusão tR (℃) | – | A temperatura na qual o estado cristalino e o estado líquido de uma substância coexistem em equilíbrio é chamada de ponto de fusão. O ponto de fusão do cristal está relacionado à pressão. Sob uma determinada pressão, o ponto de fusão do cristal é o mesmo que o ponto de congelamento. O ponto de fusão é uma das bases importantes para a formulação das especificações do processo de trabalho a quente do material. Para materiais amorfos, como o vidro, não há ponto de fusão, apenas uma faixa de temperatura de amolecimento. |
| Nome e símbolo | Fórmula de cálculo ou método de expressão | Significado e descrição |
| Capacidade térmica específica C [J / (kg - K)] |  Onde: dQ / dT - capacidade térmica, J / K; m-massa, kg. | O calor absorvido por um objeto por unidade de massa por aumento de 1 ℃ ou o calor liberado por diminuição de 1 ℃ torna-se a capacidade térmica específica da substância. É um parâmetro de processo importante para formular a especificação do processo de processamento a quente do material. |
| Difusividade térmica a (m ²/ s）) |  Onde: λ - condutividade térmica, w / (m - K); Cp - capacidade térmica específica de pressão constante, J / (kg - K); ρ- Densidade, kg / m3. | É uma quantidade física que reflete a velocidade de homogeneização da temperatura em um objeto de temperatura irregular e representa as características de variação de velocidade do processo instável de condução de calor. |
| Condutividade térmica [W / (m - K)] |  Onde: q - densidade do fluxo de calor, w / m2dt / dn - o gradiente de temperatura na direção da fase normal de uma interface, e o sinal de menos é a direção da queda de temperatura; λ - condutividade térmica, W / (m - K). | A quantidade física que caracteriza a condutividade térmica de um material metálico. Quando a diferença de temperatura ao longo da unidade de comprimento da direção do fluxo de calor é de 1 °C por unidade de tempo, o calor permitido por unidade de área é chamado de condutividade térmica do material. Materiais com grande condutividade térmica têm boa condutividade térmica; E vice-versa. É um índice de desempenho importante para medir a condutividade térmica dos materiais. |
| Coeficiente de expansão linear a (1 / K ou 1 / ℃) |  Onde:l2 - comprimento após o aquecimento, mm; l1 Comprimento original, mm; t2-t1 - diferença de temperatura, K ou ℃; Δl - comprimento aumentado, mm. | A razão entre o comprimento aumentado e o comprimento original se torna o coeficiente de expansão linear quando a temperatura do metal aumenta em 1 ℃. Em diferentes zonas de temperatura, a taxa de expansão linear dos materiais é diferente. Em geral, o valor dado refere-se ao coeficiente de expansão linear médio de uma zona de temperatura específica. É um índice de desempenho para medir a expansão térmica dos materiais. O material com alto coeficiente de expansão linear tem alta propriedade de inchaço após o aquecimento; E vice-versa. |
| Resistividade ρ （Q-m） |  Onde: R - resistência do condutor, Q; S - área da seção transversal do condutor, m2; l - comprimento do condutor, m. | O comprimento é de 1 m e a área da seção transversal é de 1 m ² O valor da resistência do condutor é a resistividade, que é um indicador da resistência do material quando ele passa pela corrente. O material com alta resistividade tem alta resistência e baixa condutividade; Pelo contrário, a condutividade é boa. |
| Condutividade y (s / M) |  Onde: 1 / R - condutividade, S; S - área da seção transversal do condutor, m ²；. l - comprimento do condutor, m. | Quando um condutor mantém um gradiente de potencial unitário (ou seja, diferença de potencial), a corrente que flui através da área unitária é chamada de condutividade. É uma quantidade física que reflete a relação entre o campo elétrico e a densidade de corrente no condutor. É um indicador para medir a condutividade do condutor. É recíproco à resistividade. Entre os metais, a prata tem a melhor condutividade, e sua condutividade é especificada como 100%. A porcentagem obtida pela comparação de outros materiais metálicos com prata é a condutividade do material. |
| Perda de ferro P (w / kg) | Em geral, a perda unitária do núcleo de ferro sob a frequência de energia CA de 50 Hz pode ser encontrada diretamente na curva de perda específica (ou seja, perda unitária de ferro) ou na folha de dados do material. | A energia consumida pelo material do núcleo de ferro do motor ou do transformador por unidade de peso sob a ação do campo magnético alternado é chamada de perda do núcleo de ferro, abreviada como perda de ferro. Ela inclui perda por histerese, perda por corrente parasita e perda residual. O uso de materiais com baixa perda de ferro pode reduzir a perda total de produtos e melhorar a eficiência dos produtos. |
| Permeabilidade P (H / M) |  Onde:B - força de indução magnética, T; H - intensidade do campo magnético, A/ m. | A relação entre a força da indução magnética e a força do campo magnético é chamada de permeabilidade, que é um índice de desempenho para medir a dificuldade de magnetização dos materiais magnéticos. Quanto maior a permeabilidade, mais facilmente o material é magnetizado. Para materiais magnéticos, como ferro e aço, a permeabilidade não é um valor fixo, mas está relacionada às propriedades do ferro e do aço e ao grau de saturação magnética. De acordo com a permeabilidade, os materiais magnéticos são geralmente divididos em duas categorias: materiais magnéticos macios (com um valor p de dezenas de milhares ou até milhões) e materiais magnéticos duros (com um valor de cerca de 1). |
| Nome e símbolo | Fórmula de cálculo ou método de expressão | Significado e descrição |
| Intensidade de indução magnética B（T） |  Onde:F - força do campo magnético, N; I - intensidade de corrente, A; l - comprimento do condutor, m. | A intensidade da indução magnética em um determinado ponto do campo magnético é igual à razão entre a força do campo magnético no fio eletrificado colocado nesse ponto perpendicular à direção do campo magnético e o produto da intensidade da corrente no fio e o comprimento do fio. É uma quantidade física que caracteriza as características de força e direção do campo magnético e é um índice de desempenho de peso para medir a força magnética de materiais magnéticos. O uso de materiais com alta resistência à indução magnética pode reduzir o volume do núcleo de ferro, reduzir o peso do produto, economizar o condutor e reduzir a perda causada pela resistência do condutor. |
| Força coercitiva Ho (A / m) | – | A força coercitiva é um índice de desempenho para medir a desmagnetização e a capacidade de retenção magnética de materiais magnéticos. Depois que o material magnético é magnetizado uma vez e a força do campo magnético é removida, a força da indução magnética não desaparece, e uma certa força de indução magnética residual, ou seja, o magnetismo residual, permanece. Essa propriedade é chamada de força coercitiva. O valor absoluto da força do campo magnético reverso aplicado para eliminar a força de indução ferromagnética é a força coercitiva do ferromagneto ou simplesmente a força coercitiva. Para materiais magnéticos macios, quanto menor for a coercividade, melhor; Para materiais magnéticos rígidos, quanto maior a coercividade, melhor. |
A propriedade química de materiais metálicos é definida como a resistência dos materiais metálicos ao ataque químico de várias substâncias corrosivas, tanto em temperatura ambiente quanto em alta temperatura.
A principal característica dos materiais metálicos em termos de suas propriedades químicas é a resistência à corrosão.
A resistência à corrosão refere-se à capacidade dos materiais metálicos de suportar os efeitos prejudiciais dos elementos corrosivos em seu ambiente.
A corrosão química ocorre quando há uma interação química direta entre o metal e o ambiente ao seu redor.
Ele abrange a corrosão por gás e a corrosão por metal em meios não eletrolíticos.
Esse tipo de corrosão é caracterizado pela ausência de corrente elétrica durante o processo de corrosão e pela formação de produtos de corrosão na superfície do metal.
Um exemplo de corrosão química é a ferrugem do ferro puro, causada pela reação de vapor e gás na água ou em altas temperaturas.
A corrosão eletroquímica é um tipo de corrosão que ocorre quando o metal entra em contato com soluções eletrolíticas, como ácidos, álcalis e sais.
Esse tipo de corrosão é caracterizado pela geração de corrente elétrica (conhecida como "efeito microcélula") durante o processo de corrosão e pela formação de produtos de corrosão (ferrugem) que não são depositados diretamente na superfície do metal, mas sim a uma distância do ânodo metálico.
A causa da corrosão eletroquímica está normalmente ligada ao potencial do eletrodo do metal.
Em comparação com a corrosão química, o processo de corrosão eletroquímica é mais complexo e suas consequências são mais graves.
A maioria dos danos por corrosão sofridos por materiais metálicos se deve a esse tipo de corrosão.
Tabela 2: Tipos comuns de corrosão metálica
| Tipo de corrosão | Significado e características |
| Ataque uniforme [corrosão] | A corrosão uniforme refere-se ao fenômeno de que as reações químicas ou eletroquímicas ocorrem uniformemente em toda a superfície exposta ou em uma grande área de materiais metálicos, e o metal é diluído macroscopicamente. Também é chamada de corrosão geral ou corrosão contínua. Essa corrosão é distribuída uniformemente nas superfícies interna e externa de todo o metal, o que reduz a superfície e, por fim, destrói as peças tensionadas. Essa é a forma mais comum de corrosão do aço, com menos danos e pouco impacto sobre as propriedades mecânicas do metal. |
| Corrosão intergranular | O fenômeno da corrosão ao longo do limite do grão de metal é chamado de corrosão intergranular. Esse tipo de corrosão é realizado no metal ao longo da borda do grão, que é a corrosão mais perigosa em materiais metálicos. Após a corrosão intergranular, as dimensões gerais do metal permanecem praticamente inalteradas, e a maioria deles ainda consegue manter o brilho metálico. No entanto, a resistência e a ductilidade do metal diminuem, e aparecem rachaduras na superfície após a dobra a frio, e o som do metal é perdido em casos graves. Durante o exame metalográfico da seção, pode-se constatar que a corrosão local ocorrerá no limite do grão ou em sua área adjacente, até mesmo o grão cairá, e a corrosão se espalhará ao longo do limite do grão, que é mais uniforme. |
| Corrosão seletiva | O fenômeno em que um elemento ou uma estrutura em uma liga é corroído seletivamente durante o processo de corrosão é chamado de corrosão seletiva. As ligas não ferrosas, o ferro fundido e o aço inoxidável podem sofrer corrosão seletiva. |
| Trincas por corrosão sob tensão | O fenômeno de rachadura frágil do metal sob a ação combinada de tensão de tração permanente (incluindo carga externa, tensão térmica), tensão residual após processamento e soldagem a frio e a quente) e o meio de corrosão específico é chamado de rachadura por corrosão sob tensão. Quando ocorre rachadura por corrosão sob tensão em um metal, ocorre a base da rachadura por corrosão até a fratura. O ponto de partida da rachadura geralmente é o pequeno orifício de corrosão pontual e o fundo do poço de corrosão. A propagação da trinca inclui três tipos: ao longo do limite do grão, através do grão e do tipo misto. As rachaduras principais geralmente são perpendiculares à direção da tensão, e a maioria delas tem ramificações. A extremidade da rachadura é afiada, o grau de corrosão da parede interna da rachadura e da superfície externa do metal é geralmente muito pequeno e a velocidade de expansão da extremidade da rachadura é muito rápida. A fratura tem as características de fratura frágil, o que é muito prejudicial. |
| Fadiga por corrosão | O fenômeno de dano do metal causado pela ação combinada do meio corrosivo e da tensão alternada ou pulsante é chamado de fadiga por corrosão, que se caracteriza pela geração de poços de corrosão e um grande número de trincas, de modo que o limite de fadiga do metal não existe mais. A fadiga por corrosão geralmente tem várias fontes de trincas. A maioria das rachaduras é transgranular e geralmente não ramificada. As extremidades das trincas são relativamente puras. A maioria das fraturas é coberta por produtos de corrosão e uma pequena parte é quebradiça. A principal maneira de eliminar essa corrosão é eliminar o estresse do metal com o tempo. |
| Corrosão por pite | A maior parte da superfície do metal não sofre corrosão ou a corrosão é muito leve, mas há buracos de corrosão localmente, e o fenômeno de corrosão que se desenvolve profundamente é chamado de corrosão pontual. Esse tipo de corrosão se concentra em uma pequena área na superfície do metal, desenvolve-se rapidamente em profundidade e, por fim, penetra no metal. É um tipo de dano corrosivo com grande prejuízo. Geralmente ocorre em um meio estático e se desenvolve ao longo da direção da gravidade. |
| Erosão Corrosão | O fluido corrosivo corre relativamente com a superfície do metal, especialmente quando ocorre uma corrente parasita e o fluido muda de direção bruscamente. O fluido não apenas causa erosão mecânica e destruição dos produtos de corrosão gerados na superfície do metal, mas também causa reação química ou eletroquímica com o metal descoberto para acelerar a corrosão do metal, o que é chamado de corrosão por desgaste. Quando ocorre a corrosão por desgaste, o metal é separado da superfície metálica na forma de produtos de corrosão, e não na forma de pó metálico sólido, como no desgaste mecânico puro, e a superfície metálica geralmente aparece com sulcos direcionais, canais, corrugações, furos redondos e outras formas de corrosão. |
| Fragilização por hidrogênio | A fragilização por hidrogênio é uma falha frágil causada pela redução da resistência dos materiais metálicos devido à interação entre o hidrogênio e o metal durante a corrosão. É o resultado da interação de hidrogênio e estresse. O hidrogênio produzido pela corrosão geralmente existe em estado atômico e está concentrado no metal ao longo do limite do grão até a área máxima de concentração de tensão bidimensional. Quando há uma chance, as moléculas podem ser formadas, e enormes estresse interno pode ser gerada no metal, resultando em falha frágil do material. A fratura por fragilização por hidrogênio pode ser intergranular ou transgranular. O fenômeno de bifurcação da trinca de fragilização por hidrogênio é muito menor do que o da corrosão sob tensão, e descarburação é acompanhada por uma rachadura. |
A taxa de corrosão refere-se à taxa na qual um material sofre corrosão uniforme, conforme determinado pela medição da mudança de peso de uma amostra em um meio de teste durante um período de tempo específico.
Ela pode ser expressa como a perda de massa por unidade de tempo e unidade de área, e pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Onde:
A taxa de corrosão também pode ser expressa em termos da profundidade de corrosão anual (R). A relação entre R e K (uma constante) é a seguinte:
Onde:
Tabela 3 Classificação e grau de resistência à corrosão de materiais metálicos
| Número da classe | Nome da classificação: | Nível | Profundidade de corrosão anual (mm / a) |
| I | Resistência à corrosão extremamente forte | 1 | ≤0.001 |
| II | Forte resistência à corrosão | 23 | 0.001~0.0050.005~0.01 |
| III | Forte resistência à corrosão | 45 | 0.01~0.050.05~0.10 |
| IV | Forte resistência à corrosão | 67 | 0.10~0.500.50~1.0 |
| V | Fraca resistência à corrosão | 89 | 1.0~5.05.0~10.0 |
| VI | Resistência à corrosão extremamente fraca | 10 | >10 |
As propriedades mecânicas dos materiais referem-se às suas características sob várias cargas externas, como tensão, compressão, flexão, torção, impacto e tensão alternada, e em diferentes ambientes, como temperatura, meio e umidade.
O comportamento dos metais nessas condições pode variar muito, devido às várias formas de aplicação de carga e às complexas mudanças no ambiente e no meio, o que leva a uma ampla gama de pesquisas na área de propriedades mecânicas do metal materiais.
Esse campo evoluiu para uma área interdisciplinar entre a metalurgia e a mecânica dos materiais.
Os componentes metálicos geralmente são caracterizados por vários parâmetros mecânicos, como tensão, deformação e energia de impacto, e os valores críticos ou especificados desses parâmetros são chamados de índices de desempenho mecânico dos materiais metálicos, incluindo o índice de resistência, o índice de plasticidade e o índice de tenacidade.
Consulte a Tabela 4 para obter as propriedades mecânicas dos metais.
Tabela 4: Propriedades mecânicas do metal
| Nome e símbolo | Significado e descrição |
| Resistência à tração Rm (MPa) | A tensão máxima que caracteriza a resistência dos materiais metálicos a fratura por tração é chamado de resistência à tração, também conhecido como limite de resistência, que pode ser medido pelo teste de tração. Para materiais plásticos, ele representa a resistência à deformação uniforme máxima do material e não representa a verdadeira resistência à fratura do material; Para materiais frágeis com pouca ou nenhuma deformação plástica, a resistência direta à fratura do material pode ser refletida. |
| Resistência à compressãoσbc (MPa) | A tensão máxima que caracteriza a resistência dos materiais metálicos à carga compressiva sem falha é chamada de resistência à compressão, também conhecida como resistência à compressão, que pode ser medida por meio de teste de compressão. Para materiais frágeis ou com pouco plástico, a fratura ocorre sob pressão, e a resistência à compressão tem um valor definido; Para materiais plásticos, a fratura frágil não ocorrerá durante a compressão, e a resistência à compressão nesse momento pode ser definida pela tensão de compressão necessária para produzir uma determinada deformação compressiva. |
| Resistência à flexão cm σbb(MPa) | A capacidade dos materiais metálicos de resistir à falha da superfície de ação do momento de flexão é chamada de resistência à flexão, também conhecida como resistência à flexão, que pode ser medida pelo teste de flexão. Para materiais frágeis, a resistência à flexão pode ser medida se a fratura ocorrer durante a flexão; Para materiais plásticos, o corpo de prova não se romperá ao ser dobrado, portanto, o teste de flexão é usado apenas para comparar a capacidade de deformação plástica de vários materiais sob determinadas condições de flexão ou para identificar a qualidade da superfície das peças. |
| Resistência à torção ζb (MPa) | A capacidade dos materiais metálicos de resistir ao torque sem falhas é chamada de resistência à torção, também conhecida como força de torção, que pode ser medida pelo teste de torção. |
| Resistência ao cisalhamentoζ (MPa) | A capacidade de material metálico para resistir à carga de cisalhamento sem falha é chamada de resistência ao cisalhamento. Para materiais frágeis, ele pode ser medido diretamente pelo teste de cisalhamento. Para materiais plásticos, devido à grande deformação plástica durante o cisalhamento, ele é medido pelo teste de torção. |
| Ponto de escoamento Rp0.2Força de escoamento condicionalRp0.2（MPa） | Representa a capacidade dos materiais metálicos de resistir à deformação plástica. Quando os materiais metálicos são submetidos a uma carga de tração, o fenômeno em que a carga não aumenta, mas a deformação continua a aumentar, é chamado de escoamento. A tensão quando ocorre o escoamento é chamada de ponto de escoamento. A tensão máxima antes da primeira queda da tensão de escoamento é o ponto de escoamento superior; Quando o efeito transiente inicial não é considerado, a tensão mínima no estágio de escoamento é a ponto de rendimento mais baixo. Para o material com ponto de escoamento óbvio, sua resistência ao escoamento é igual à tensão correspondente ao ponto de escoamento; Para materiais sem ponto de escoamento óbvio, a tensão quando a deformação plástica é 0,2% é especificada como a resistência ao escoamento condicional. |
| Velocidade de fluênciaξVelocidade de fluência em estado estacionárioξk (% / h) | Sob a ação prolongada de determinada temperatura e tensão, o fenômeno da deformação plástica lenta de materiais metálicos com o passar do tempo é chamado de fluência. A quantidade de deformação de fluência por unidade de tempo, ou seja, a inclinação da curva de fluência, é chamada de taxa de fluência ou velocidade de fluência. |
| Limite de deformação (σV)（MPa） | A capacidade de um material metálico de resistir à deformação, que pode ser dividida em limite de fluência física e limite de fluência condicional. O limite de fluência física refere-se à capacidade dos materiais metálicos de não sofrerem deformação final em uma determinada temperatura. É óbvio que o limite de fluência física depende da capacidade da deformação mínima que pode ser encontrada pelo equipamento de teste de deformação. O limite de deformação final condicional é comumente usado em engenharia, que é a tensão que faz com que o material metálico produza a velocidade de fluência especificada em uma determinada temperatura ou a deformação plástica total especificada em um determinado tempo. |
| Alongamento após a fratura (A)（%） | O índice que caracteriza a capacidade de deformação plástica dos materiais metálicos pode ser determinado pelo teste de tração. A porcentagem do alongamento real da parte da distância do medidor da amostra após a quebra e a distância do medidor original é chamada de alongamento após a quebra, que é expressa por A. O alongamento após a fratura da amostra circular cujo comprimento do medidor é 10 vezes o diâmetro e da amostra de seção retangular cujo l= 11,3 √ s (s é a área da seção transversal da amostra) é registrado como A11.3; Para a amostra cilíndrica com l = 5d0 e a amostra de seção retangular com l = 5,65 √ s, o alongamento após a fratura é registrado como A. Quanto maior o valor de A, melhor a plasticidade do material. |
| Redução da área (Z)（%） | O índice que caracteriza a capacidade de deformação plástica dos materiais metálicos pode ser determinado pelo teste de tração. Depois que o corpo de prova é retirado, a porcentagem da redução máxima da área da seção transversal na constrição e a área da seção transversal original é chamada de redução de área, expressa por Z. Quanto maior o valor de Z, melhor a plasticidade do material. |
| Nome e símbolo | Significado e descrição |
| Plasticidade durável σ （%） | E é caracterizado pelo alongamento A e pela redução da área Z do corpo de prova após a fratura por fluência. Ele reflete as propriedades plásticas dos materiais sob a ação de longo prazo do estresse da temperatura e é um índice importante para medir a fragilidade por fluência dos materiais. |
| Robustez | É um índice de desempenho abrangente de resistência e plasticidade de materiais metálicos para caracterizar a capacidade dos materiais metálicos de absorver energia durante a deformação plástica e a propagação de trincas antes da fratura. Os principais parâmetros que caracterizam a resistência dos materiais incluem a energia de absorção de impacto, a resistência ao impacto, a temperatura de transição frágil, a temperatura de transição não plástica e a resistência à fratura. |
| Energia de absorção de impacto KV, KU (J) | É usada uma amostra de entalhe em forma de V ou U com formato e tamanho especificados. Sob a força do teste de impacto, a energia necessária para gerar duas novas superfícies livres e uma parte da deformação plástica do volume durante uma fratura é a energia de absorção de impacto. Quanto mais alto for o valor, melhor será a tenacidade do material e mais forte será a resistência a danos por impacto. |
| Resistência ao impacto Akv（J/cm2） | Caracteriza a capacidade dos materiais metálicos de resistir a danos por impacto. O quociente da energia de absorção de impacto obtida durante o teste de impacto dividido pela área da seção transversal na parte inferior do entalhe do corpo de prova é a resistência ao impacto do material. É frequentemente usado para mostrar a sensibilidade do corpo de prova ao entalhe e para verificar a fragilidade a frio, a fragilidade a quente e a fragilidade de têmpera do material, mas o valor é facilmente afetado pela forma e pelo tamanho do entalhe, pela aceleração, pela temperatura e por outros fatores. Os valores de resistência ao impacto de diferentes formas e tamanhos não podem ser comparados diretamente entre si. |
| Temperatura de transição frágil FTP (temperatura de transição de falha plástica)FTE (temperatura de transição de falha elástica)Fatt (temperatura de transição da nova morfologia da boca)NDT (temperatura de transição sem plástico)（℃） | Quando a temperatura diminui, a faixa de temperatura na qual o material metálico muda do estado dúctil para o estado frágil é chamada de temperatura de transição frágil ou temperatura de transição dúctil-frágil. Acima da faixa de temperatura de transição frágil, o material metálico está em um estado dúctil, e o modo de fratura é principalmente a fratura dúctil; Abaixo da faixa de temperatura de transição frágil, o material está em um estado frágil, e a forma de fratura é principalmente fratura frágil (como fratura por clivagem). A temperatura de transição frágil geralmente existe na rede BCC e em materiais com estrutura hexagonal compactada. Para materiais cúbicos de face centrada, não há temperatura de transição de fragilidade porque eles ainda são dúcteis na temperatura da amônia líquida. Além dos fatores como tamanho da amostra, modo de carregamento e velocidade de carregamento, isso também está relacionado ao método de expressão. Materiais diferentes só podem ser comparados sob as mesmas condições. Nas aplicações de engenharia, para evitar a fratura frágil dos componentes, devem ser selecionados materiais com temperatura de transição frágil inferior à temperatura de trabalho limite inferior dos componentes. No caso de materiais que contêm muitos elementos de impureza, como N, P, As, Bi e Sb, pode ocorrer fragilização e fragilidade de têmpera durante a operação de longo prazo, e a temperatura de transição de fragilidade aumentará com o prolongamento do tempo de operação. Nos últimos anos, a temperatura de transição frágil e o incremento da temperatura de transição frágil se tornaram um dos índices de avaliação do propriedades do material de componentes. |
| dureza | Um índice de propriedade mecânica que representa a dureza e a maciez relativas de um material metálico. Três métodos são comumente usados para a determinação: método de prensagem, método dinâmico e método de raspagem. A dureza de indentação representa a capacidade dos materiais metálicos de resistir à deformação plástica; A dureza dinâmica representa o trabalho de deformação do material; A dureza de arranhões representa a capacidade de um material de resistir ao esmerilhamento. Quanto maior for a dureza dos materiais metálicos em geral, maior será a força, maior será a resistência ao desgaste e piores serão a plasticidade e a tenacidade. |
| Dureza Brinell HBHBS (esfera de aço)HBW (esfera de liga dura) | Ele foi proposto pela primeira vez pelo sueco J.A. Brinell. A dureza Brinell é medida pelo método de prensagem, e a esfera de aço endurecido ou liga dura A esfera é pressionada contra a superfície do metal. O quociente obtido pela divisão da área de indentação pela carga aplicada à esfera de aço é o valor de dureza Brinell HB do metal. Quando o penetrador é uma esfera de aço (aplicável a HB < 450), a dureza Brinell é representada por HBS; quando o penetrador é uma esfera de liga dura (aplicável a hb650), ela é representada por HBW. |
| Dureza Rockwell HRHRA HRB HRC | O americano S.P. Rockwell apresentou o método de pressionar as pessoas para medir a dureza Rockwell. Usando um cone de diamante com um ângulo de cone de 120 ou uma esfera de aço com um diâmetro de 1,588 mm como indentador, primeiro pressione a carga inicial F0 na superfície da peça de teste e, em seguida, aplique a carga principal F1Se a carga principal for removida após um certo tempo, meça a profundidade de indentação residual sob a carga inicial e calcule o valor da dureza de acordo com a profundidade de indentação. De acordo com a combinação de diferentes tipos de indentadores e cargas, a dureza Rockwell pode obter uma variedade de escalas de dureza, incluindo HRA, HRB e HRC. |
| Dureza Vickers HV | A dureza Vickers foi medida pelo método de prensagem. Pegue a pirâmide quadrada de diamante com um ângulo relativo de 136 como indentador, pressione-a na superfície do corpo de prova sob a ação da carga F e, em seguida, calcule a área da superfície de indentação de acordo com o comprimento diagonal médio da indentação. O quociente obtido pela divisão do produto da indentação pela carga é o valor da dureza Vickers. |
| Nome e símbolo | Significado e descrição |
| Dureza Shore (HS) | A American A.F. shore propôs que a dureza shore fosse medida pelo método de carga dinâmica, e que o diamante ou a esfera de aço com peso e formato especificados fossem indentados. Depois de cair da altura especificada até a superfície da peça de teste, ela ricocheteia sob a energia de deformação elástica do metal testado. O valor de dureza calculado de acordo com o valor de ressalto H é o valor de dureza shore HS. |
| Dureza Brinell dinâmica HB | O testador de dureza Brinell com martelo manual é comumente usado para medir a dureza Brinell pelo método de carga dinâmica. Coloque uma esfera de aço com diâmetro d entre a haste de dureza padrão (valor de dureza HB) e a peça testada, bata nela com um martelo, meça o diâmetro da indentação da haste padrão e da peça testada e calcule o valor de dureza Brinell. |
| Dureza de Mohs | O alemão F. Mohs propôs que a dureza fosse medida pelo método do arranhão, e 10 materiais de referência com dureza e maciez diferentes deveriam ser usados para comparar com o material testado e determinar o valor da dureza do material. |
| Resistência à fratura por deformação plana K I C(N / mm3 / 2) | KI é o valor crítico do fator de intensidade de tensão KI medido de acordo com o método de teste padrão. Ele representa a capacidade do material de resistir a rachaduras e é um índice quantitativo para medir a resistência do material. I refere-se à ponta da trinca do modo I no estado de deformação plana. |
| Deslocamento de abertura da rachadura (COD)（mm） | Refere-se ao deslocamento de abertura da ponta da trinca original quando o material elástico é carregado pelo tipo J (tipo aberto), que é uma medida indireta da intensidade do campo de tensão e deformação na ponta da trinca do material elástico-plástico. Quando o deslocamento de abertura da trinca σ atinge um determinado valor crítico, a trinca começa a se expandir. Os valores de COD de início de rachadura ou instabilidade medidos no teste podem ser usados para a avaliação de segurança de estruturas de engenharia. Com o mesmo tamanho de amostra, o valor COD medido pode ser usado para a avaliação relativa da qualidade do material e do processo. |
| Resistência à fratura dúctil JIC (N / mm) | A integral J é uma expressão matemática da integral de linha de uma superfície da rachadura para a outra superfície ao redor da ponta da rachadura. Ele é usado para caracterizar a força do campo de tensão-deformação na área frontal da trinca. Alguns de seus valores característicos podem ser usados como uma medida da resistência à fratura dos materiais. A resistência intrínseca à fratura JIC está próximo do valor de J quando a rachadura começa a se expandir e é uma estimativa de engenharia de J quando a rachadura começa a se expandir de forma constante. |
| Taxa de crescimento de trincas por fadiga da/ dN (mm / círculo) | O mecânica da fratura é usado para descrever a distância da trinca de fadiga que se propaga na direção perpendicular à tensão de tração em cada ciclo no estágio de propagação crítica de compressão. A taxa de propagação de trincas por fadiga é expressa em da/ dN e depende principalmente da faixa do fator de intensidade de tensão △ K. |
| Taxa de crescimento de trincas por corrosão sob tensão da / dt (mm / ciclo) | Os parâmetros de mecânica de fratura são usados para descrever a lei de propagação de trincas do corpo de prova com trincas sob carga estática no meio. |
| Valor limite de crescimento de trincas por fadiga△Kth（N/mm3/2） | No teste de fadiga, a faixa do fator de intensidade de tensão correspondente à taxa de crescimento da trinca por fadiga que se aproxima de zero ou para é △ Kth. A norma estipula que quando da / dN = 107 mm / semana, o △ K correspondente é △ kth. |
| Resistência de relaxamento (MPa) | Se a deformação total da amostra ou peça for mantida constante em uma determinada temperatura, sua mudança elástica se transformará continuamente em deformação plástica com o passar do tempo, e o processo de redução da tensão é chamado de relaxamento. A curva de mudança de tensão com o tempo é a curva de relaxamento de tensão. A curva é dividida em dois estágios. No primeiro estágio, o estresse diminui acentuadamente com o tempo; No segundo estágio, a tensão cai lentamente e, por fim, não cai. Portanto, o valor extremo da queda da tensão residual do segundo estágio é definido como o limite de relaxamento; Na engenharia, a tensão residual que atinge um determinado tempo de exigência do projeto é chamada de resistência de relaxamento. É uma base importante para a seleção de materiais de componentes que trabalham em condições de relaxamento. |
| Sensibilidade do entalhe | O entalhe na amostra ou no componente de metal causará o estado de tensão de tração bidimensional desigual e gerará concentração de tensão, o que favorece a fratura frágil. Sob a condição de entalhe, o material tende à fratura frágil precoce, que é a sensibilidade do entalhe. A sensibilidade de entalhe de ferro fundido cinzento é menor do que o do aço. A sensibilidade ao entalhe do aço com alto ou médio teor de carbono sob têmpera e revenimento em baixa temperatura é maior do que a do aço recozido ou temperado. temperado e revenido aço. |
| Sensibilidade de entalhe qJ sob carga estática | É um índice de desempenho para medir a tendência de fragilização do material sob tensão estática ou carga de flexão estática. Esse índice pode fornecer uma base técnica importante para a seleção de peças de parafusos e a determinação de sua tecnologia de processamento a frio e a quente |
| Sensibilidade de entalhe por fadiga q | Caracterizou o grau de resistência à fadiga devido à existência de uma superfície de entalhe na superfície do material. Ferro fundido cinzaaço de resistência média, q = 0,4 ~ 0,5; aço de alta resistência (σb = 1200 ~ 1400MPa), q = 0,6 ~ 0,8. |
| Nome e símbolo | Significado e descrição |
| Coeficiente de amortecimento de vibração σ | Mesmo que um objeto em estado de vibração livre seja colocado em um vácuo, sua energia de vibração será gradualmente convertida em energia térmica e será consumida. Esse fenômeno de consumo de energia de vibração causado por razões internas é chamado de atrito interno. A capacidade dos materiais metálicos de absorver a energia de vibração por meio de atrito interno e convertê-la em energia térmica é chamada de amortecimento de vibração. O amortecimento da vibração é expresso pelo coeficiente de amortecimento da vibração σ. Quanto maior for σ, maior será o amortecimento da vibração. |
| Fadiga | Sob a ação de longo prazo de tensão cíclica ou deformação cíclica, os materiais, peças ou estruturas racharão em algumas partes fracas ou partes de concentração de tensão até a falha ou fratura. |
| Fadiga de alto ciclo | Falha por fadiga com baixa tensão (menor do que a resistência ao escoamento ou o limite elástico do material) e longa vida útil (geralmente mais de 105 ciclos). Ela é caracterizada por defeitos repentinos, altamente locais e sensíveis na pilha e concentração de tensão. |
| Fadiga de baixo ciclo | Sob a ação da deformação cíclica (a tensão excede a resistência ao escoamento do material), a fadiga, cujo ciclo é geralmente inferior a 105 Também é chamada de fadiga por deformação ou fadiga plástica. O teste de fadiga de baixo ciclo geralmente é realizado sob a condição de deformação constante controlada, e o loop de histerese de tensão-deformação do material é produzido principalmente pela deformação plástica. |
| Fadiga em alta temperatura | O fenômeno de falha de materiais sob alta temperatura e tensão ou deformação cíclica é chamado de fadiga de alta temperatura. Alta temperatura geralmente significa mais alta do que a temperatura de fluência do material (a temperatura de fluência é de aproximadamente 0,3Tm ~ 0,5Tm, Tm é a temperatura do ponto de fusão expressa em temperatura absoluta) ou mais alta do que a temperatura de recristalização |
| Fadiga térmica | Falha por fadiga causada por estresse térmico ou ciclo de deformação térmica devido à mudança de temperatura é chamada de fadiga térmica, que também é o resultado do acúmulo gradual de danos por deformação plástica e pode ser considerada como fadiga de baixo ciclo sob mudança de ciclo de temperatura. |
| Fadiga por corrosão | A fadiga causada pelo meio de corrosão e pela tensão cíclica ou deformação cíclica é chamada de fadiga por corrosão. Não há seção horizontal na curva de vida de tensão, ou seja, não há limite de fadiga de vida infinita. |
| fadiga de contato | A fadiga de peças sob ação repetida de alta pressão de contato é chamada de fadiga de contato. Após vários ciclos de tensão, pequenas peças ou pedaços pequenos de metal se desprenderão na área local da superfície de trabalho da peça, formando poços ou cavidades. |
| Abrasão | Uma série de interações mecânicas, físicas e químicas ocorre na superfície de atrito da peça da máquina devido ao atrito durante a operação da peça da máquina, resultando em alterações dimensionais, perdas e até mesmo na destruição da superfície da peça da máquina, o que é chamado de desgaste. |
| Desgaste por oxidação | Quando a superfície da máquina se move relativamente (seja por atrito de rolamento ou atrito de deslizamento). Ao mesmo tempo em que ocorre a deformação plástica, nenhum novo filme de óxido é separado da superfície do metal devido à destruição contínua do filme de óxido formado no ponto de contato de atrito e à formação de um novo filme de óxido. O processo pelo qual as peças são gradualmente desgastadas por atrito. O desgaste oxidativo pode ocorrer em várias pressões específicas (pressões por unidade de área) e velocidades de deslizamento. Quando a velocidade de desgaste é inferior a 0,10,5μm/h, a superfície é brilhante e há linhas de esmerilhamento extremamente finas distribuídas uniformemente. |
| Desgaste da mordida | O desgaste oclusal refere-se à destruição da película de óxido em alguns pontos de atrito nas superfícies de dois pares de peças de retificação, formação de metal e a resistência desses pontos de colagem geralmente é maior do que a do metal de base. Durante o movimento relativo subsequente, o dano ocorre na área com resistência fraca. Nesse momento, os cavacos de metal ficam presos e são puxados para baixo, ou a superfície da peça da máquina é desgastada pelo ponto de junção reforçado. Esse tipo de desgaste é chamado de desgaste por mordida. Esse tipo de desgaste ocorre somente sob a condição de atrito deslizante. Sob a grande pressão específica e a pequena velocidade de deslizamento, há sérias cicatrizes de atrito na superfície da peça da máquina. |
| Desgaste térmico | Devido à grande quantidade de calor de fricção gerada durante o atrito, o óleo lubrificante se deteriorará e a superfície metálica será aquecida até a temperatura de amolecimento. A adesão local do metal ocorrerá no ponto de contato, e partículas grandes de metal serão arrancadas ou até mesmo derretidas. O desgaste térmico geralmente ocorre durante o atrito de deslizamento, ou sob uma grande pressão específica e uma grande velocidade de deslizamento (por exemplo, V > 3-4m / s), a superfície da peça da máquina fica coberta de rasgos e arranhões. |
| Desgaste abrasivo | Sob a condição de atrito de deslizamento, há partículas abrasivas duras (partículas abrasivas que entram do lado de fora ou detritos desprendidos da superfície) na área de atrito da superfície da peça da máquina, causando deformação plástica local da superfície de retificação, a incorporação das partículas abrasivas e o corte pelas partículas abrasivas, de modo que a superfície de retificação é gradualmente desgastada. O desgaste abrasivo pode ocorrer em várias pressões específicas e velocidades de deslizamento. |
| Nome e símbolo | Significado e descrição |
| Quantidade de desgaste (valor de desgaste) | A quantidade de desgaste é um índice para medir a resistência ao desgaste de materiais metálicos. Geralmente é medido no testador de desgaste Amsler, por meio do método de pesagem ou do método de dimensão, depois que a amostra é friccionada por um determinado tempo ou distância sob as condições de teste especificadas. |
| Coeficiente de resistência relativa ao desgaste (g) | Um indicador usado para indicar relativamente a resistência ao desgaste de materiais metálicos. Ele é medido em uma máquina de teste simulada de resistência ao desgaste. Em geral, o aço 65Mn com dureza de HRC52 a 53 é usado como amostra padrão. Sob as mesmas condições de teste, a razão entre o valor absoluto de desgaste (desgaste de peso ou desgaste de volume) da amostra padrão e o valor absoluto de desgaste do material medido é o coeficiente relativo de resistência ao desgaste do material testado. Quanto maior o valor do coeficiente relativo de resistência ao desgaste, melhor a resistência ao desgaste desse material, e vice-versa. |
Metal soldabilidade refere-se à adequação dos materiais metálicos para o processamento de soldagem. Ela considera principalmente a facilidade de obter juntas soldadas de alta qualidade sob condições específicas de soldagem, como materiais de soldagemmétodos, parâmetros de processo e formas estruturais.
Ele abrange dois aspectos:
A primeira é a qualidade do junta soldadaEspecificamente, a capacidade de obter uma junta de alta qualidade e sem defeitos sob condições específicas de soldagem.
O segundo é o desempenho de serviço, que avalia se a junta soldada ou o componente inteiro após a soldagem pode atender aos requisitos técnicos para as condições de serviço especificadas.
Há vários fatores que influenciam a soldabilidade. No caso de materiais de aço, esses fatores incluem a seleção do material, o projeto da estrutura e da junta, os métodos e as especificações do processo e as condições ambientais durante o serviço da junta.
As juntas soldadas geralmente consistem na zona de metal de solda, na linha de fusão e na zona afetada pelo calor.
A zona afetada pelo calor refere-se à região em que a estrutura e as propriedades do metal adjacente à solda são alteradas devido ao calor gerado durante a soldagem.
A modificação da microestrutura e das propriedades da zona afetada pelo calor não é influenciada apenas pelo ciclo térmico, mas também pela composição e pelo estado inicial do metal de base, conforme ilustrado na Figura 2.
Fig. 2 Características de distribuição de calor de soldagem zona afetada
"Aço não temperável" refere-se ao aço que não é facilmente transformado em martensita durante o resfriamento natural após a soldagem, como o aço comum de baixo carbono.
Conforme mostrado na Figura 2, a zona afetada pelo calor do aço não temperável consiste em quatro partes: zona de fusão, zona de superaquecimento, zona de normalização e zona de recristalização incompleta.
(1) Zona de fusão:
A zona de fusão consiste na zona de fusão do metal de adição e na zona de semifusão (onde a temperatura está entre o estado líquido e o estado sólido). A zona de semifusão tem baixa resistência e tenacidade devido à sua heterogeneidade na composição química e nas propriedades estruturais, o que deve ser levado em consideração.
(2) Zona de superaquecimento:
A temperatura nessa zona é normalmente de cerca de 1100°C e o tamanho do grão começa a crescer rapidamente. Após o resfriamento, obtém-se uma estrutura superaquecida grosseira, também conhecida como área de grão grosso. Essa área é propensa a fragilização e rachaduras.
(3) Zona de normalização (zona de recristalização por mudança de fase):
Quando a temperatura está acima de AC3 e o grão começa a crescer rapidamente, o grão nessa área não cresce significativamente. Após o resfriamento, obtêm-se perlita e ferrita uniformes e finas, que são equivalentes à tratamento térmico normalizado estrutura e têm boas propriedades gerais.
(4) Zona de recristalização incompleta:
A temperatura nessa área está entre AC1 e AC3. A microestrutura nessa área é irregular, com diferentes tamanhos de grãos e propriedades mecânicas.
Essas quatro zonas são as características estruturais básicas da zona afetada pelo calor do aço de baixo carbono e baixa liga. No entanto, alguns metais básicos podem sofrer recristalização na faixa de temperatura próxima a 500°C a AC1 após laminação a frio ou deformação por trabalho a frio antes da soldagem, resultando na perda de endurecimento por trabalho e no aumento da plasticidade e da tenacidade.
Para o aço com sensibilidade ao envelhecimento, se o tempo na faixa de temperatura de AC1-300°C for um pouco mais longo, é provável que ocorra envelhecimento por deformação, causando fragilização nessa área. Essa área também é conhecida como área de fragilização por envelhecimento.
Embora sua estrutura metálica não sofra alterações significativas, ela apresenta sensibilidade ao entalhe, o que deve ser levado em consideração durante a soldagem.
"Aço de fácil têmpera" refere-se ao aço que é facilmente temperado e forma uma estrutura endurecida, como a martensita, por meio de resfriamento a ar após a soldagem. Isso inclui aço temperado e revenido e aço de médio carbono.
(1) Zona totalmente temperada:
A temperatura de aquecimento cai entre a linha solidus e A, resultando na formação de martensita grossa devido ao crescimento de grãos. Se a taxa de resfriamento variar, uma mistura de estrutura da martensita e bainita também podem se formar. Entretanto, a estrutura temperada pode ser propensa a fragilidade e rachaduras.
(2) Zona de extinção incompleta:
A temperatura de aquecimento cai entre AC1 e AC3, o que corresponde à zona de recristalização incompleta. O conteúdo de elementos diferentes do metal de base ou a taxa de resfriamento podem resultar em estruturas mistas, como bainita, sorbita e perlita.
(3) Zona de têmpera:
Se o metal de base for aço que passou por têmpera antes da soldagem, haverá uma zona de amolecimento por têmpera. Se a temperatura de revenimento do metal de base antes da soldagem foi t1, se a temperatura de aquecimento exceder t1 (mas for menor que AC1) durante o processo de soldagem, haverá uma zona de amolecimento de revenimento. processo de soldagemocorrerá o amolecimento por supertemperação. Se a temperatura de aquecimento for menor que t1, a estrutura e as propriedades do aço permanecerão inalteradas.
Trincas de solda podem ser detectadas por meio de inspeção visual ou métodos de detecção de falhas.
Classificação das trincas de soldagem: Existem várias Tipos de soldagem trincas, incluindo trincas de solda, trincas de zona de fusão, trincas de raiz, trincas de ponta de solda e trincas de cratera de arco, que podem ser classificadas com base no local de ocorrência.
Além disso, o mecanismo de geração de trincas também pode ser usado para classificar as trincas de soldagem em rachaduras quentestrincas de reaquecimento, trincas a frio, trincas por corrosão sob tensão e outras.
É importante observar que as trincas de solda são o defeito mais grave em juntas de solda e não são permitidos em peças estruturais ou de equipamentos.
Tabela 5 Classificação de várias trincas de solda
| Classificação de rachaduras | Recurso básico | Faixa de temperatura sensível | Metal base | Posição | Tendência de rachaduras | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Crack quente | Rachadura do produto acabado | No estágio posterior da cristalização, o filme líquido formado pelo eutético enfraquece a conexão entre as partículas e racha sob a tensão de tração | Temperatura ligeiramente superior à temperatura de solidus (estado sólido-líquido) | Aço carbono, baixo e médio liga de açoaço austenítico, liga à base de níquel e alumínio com mais impurezas | Na solda, uma pequena quantidade na zona afetada pelo calor | Junto austenita limite de grão |
| Rachadura poligonal | Sob a ação de alta temperatura e estresse, os defeitos de rede na frente dos produtos solidificados se movem e se juntam para formar um limite secundário. Ele está em um estado de baixo plástico em alta temperatura, e as rachaduras são geradas sob a ação da tensão | Temperatura de recristalização abaixo do solidus | Metal puro e liga austenítica monofásica | Na solda, uma pequena quantidade na zona afetada pelo calor | Junto austenita limite |
| Classificação de rachaduras | Recurso básico | Faixa de temperatura sensível | Metal base | Posição | Tendência de rachaduras | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Crack quente | Rachadura de liquefação | Sob a ação da temperatura mais alta do ciclo térmico de soldagemNa soldagem multicamada, a refusão ocorre entre a zona afetada pelo calor e as camadas da soldagem multicamada, e as trincas são geradas sob a ação da tensão | Temperatura ligeiramente mais baixa abaixo do solidus | Aço de níquel-cromo de alta resistência, aço austenítico e liga à base de níquel com mais S, P e C | Zona afetada pelo calor e camada intermediária de soldagem multicamada | Rachaduras ao longo do limite do produto |
| Rachadura de reaquecimento | Durante o tratamento de alívio de tensão da estrutura soldada de chapas grossas, quando há diferentes níveis de concentração de tensão na área de granulação grossa da zona afetada pelo calor, a deformação adicional devido ao relaxamento da tensão é maior do que a plasticidade de fluência da peça, então ocorrerão trincas de reaquecimento | Tratamento de revenimento a 600 ~ 700 ℃ | Aço de alta resistência, aço perlítico, aço austenítico e liga à base de níquel contendo elementos de reforço de precipitação | Zona de grão grosso da zona afetada pelo calor | Rachaduras ao longo do limite do produto | |
| Rachadura atrasada | A trinca com características de atraso é produzida pela ação combinada da estrutura endurecida, do hidrogênio e da tensão de restrição | Abaixo do ponto m | Médio e aço de alto carbonoaço de baixa e média liga, liga de titânio, etc. | Zona afetada pelo calor, uma pequena quantidade na solda | Intergranular ou transgranular | |
| Trinca de fragilização por endurecimento | Ela é causada principalmente pela estrutura endurecida e pela rachadura causada pela tensão de soldagem | M. Ponto próximo | Aço NiCrMo contendo carbono, aço inoxidável martensítico e aço para ferramentas | Zona afetada pelo calor, uma pequena quantidade na solda | Artigos intergranulares ou vestíveis | |
| Rachadura fria | Baixa fissura por fragilização plástica | Em uma temperatura mais baixa, as rachaduras são geradas porque a tensão de contração do metal de base excede a reserva plástica do próprio material | Abaixo de 400 ℃ | Ferro fundido, carboneto de revestimento duro | Zona afetada pelo calor e solda | Artigos intergranulares ou vestíveis |
| Lesão lamelar | Isso se deve principalmente à presença de inclusões em camadas (ao longo da direção de laminação) no chapa de açoe a tensão perpendicular à direção de laminação gerada durante a soldagem, resultando em rachaduras em camadas na zona afetada pelo calor ou ligeiramente distante | Abaixo de cerca de 400 ℃ | Estrutura de chapa grossa de aço de baixa liga e alta resistência contendo impurezas | Próximo à zona afetada pelo calor | Produto transgranular ou de borda | |
| Trincas por corrosão sob tensão (SCC) | Rachadura retardada de algumas estruturas soldadas (como vasos e tubulações) sob a ação combinada de meio corrosivo e tensão | Qualquer temperatura operacional | Aço carbono, aço de baixa liga, aço inoxidável, liga de alumínio, etc. | Solda e zona afetada pelo calor | Intergranular ou transgranular |
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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