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微观结构观察与分析

在以0.5 s ^-1的应变速率进行测试后，缺口拉伸试样的断裂表面附近的金相组织。拉伸温度为850℃。切口半径分别为6毫米，4毫米，2毫米和1毫米。动态再结晶发生在所有四个带缺口的半径区域。随着切口半径的减小，再结晶度随着应力三轴性的增加而降低，并且晶粒尺寸的生长变慢。缺口半径为6 mm时，再结晶会更充分地发生，但缺口半径​​为1 mm的样品的动态再结晶仍保留在开始阶段。分析表明，当切口半径为1 mm时，应力三轴性和应变集中度都很大。强烈的形变畸变可以驱动再结晶成核，但是由于强烈的应变集中，再结晶发生在材料变形之前。因此，最终断裂后的晶粒结构明显比其他样品细，但随着缺口半径的增加，热影响区的应变变得均匀，抗断裂性增强，断裂应变增加。随着变形的增加，动态再结晶变得越来越完整。切口半径为6mm的样品的再结晶更加充分地完成。

断裂扫描与分析

使用SEM观察到的样品在850℃的温度下获得了流变曲线，并且切口半径为2mm。在选定的参考条件下，可以进一步解释不同应力状态和变形温度对样品的断裂机理和影响规律。
 

当变形温度为850°C时，处于不同应力状态的截面被尺寸不同的凹坑占据。凹痕是宏观特征，反映了材料塑性变形中内部空隙的生长和会聚。这再次证明了35CrMo钢的拉伸破坏是由典型的韧性断裂引起的。在考虑空隙旋转和空隙形状变化的因素后，韧性断裂以不同的形式发生，但是基本过程是相似的。它们都以正应力状态出现，并具有正应力三轴性和断裂表面上的粗糙凹痕。应力-应变曲线表明，随着应力三轴性的增加，断裂应变减小，这是明显的，并由微观孔隙的增长反映出来。当凹口的半径减小时，即，随着应力三轴性的增加，凹痕的直径和深度减小。这是因为较高的应力三轴度会在材料中产生较大的应力集中，并且在较小的应变下会发生断裂。在拉伸应力下引发的材料中的空隙不会积聚和生长，也不会沿拉伸方向延伸。取而代之的是，随着应力三轴性的降低，材料的断裂应变增加，在相同的应变速率下，变形时间增加，并且材料中的空隙不断增长并积累。因此，凹坑的横截面大而深。

显示了在850°C至1150°C的温度下应变，缺口半径为2 mm的样品的断裂扫描形态。在相同的应力状态下，变形温度对材料横截面的收缩有显着影响。结果表明，随着温度的升高，断面的收缩率急剧增加，而35CrMo钢的颈缩能力随温度的升高而明显提高。

当变形温度为850℃时，凹坑浅并且尺寸不同。在此较低的温度下，相邻凹痕的综合变形能力和缩颈能力降低，这降低了材料的损伤容限。随着变形温度的升高，相邻凹坑之间的凹坑壁被撕裂，并且凹坑的数量逐渐减少。由于温度的升高，材料的断裂应变增加，从而为微孔的生长和积累留出了足够的时间，尤其是在凹坑逐渐加深的拉伸方向上。最后，这些凹坑合并为一个凹坑，从而使各个凹坑得以生长。当温度达到1050°C和1150°C时，断口上的凹痕数量急剧减少，并且凹痕明显增加和加深，表明35CrMo钢在高温下具有良好的塑性。高温变形下的酒窝壁表现出明显的滑移特性，这是较大的塑性应变的一个显着特征，这也解释了流变应力曲线中的断裂应变值随温度升高而增加的现象，即破坏能力极限。在较高的温度下材料的强度会提高。

结论

进行了拉伸试验和拉伸卸载试验，以研究35CrMo钢的裂纹萌生和断裂行为。主要结论如下：（1）35CrMo钢中的裂纹形成是由于高温拉伸过程中微腔的形核，生长和聚结而引起的。随着位错密度的叠加，由于晶粒的异质性而产生了应力集中，并且首先发生了形核。空隙生长和聚结的过程导致材料的破裂。夹杂物（例如Ca和Al ₂ O _3的化合物）是导致空穴成核的主要异质相。（2）应力三轴性对35CrMo钢的流变行为的影响非常显着。应力三轴度较高的样品首先达到峰值应力，峰值应力高于应力三轴度较低的样品，断裂应变较低。温度对35CrMo钢的断裂应变范围影响不大，但断裂应变随着拉伸温度的升高而略有增加。（3）在相同的拉伸变形温度下，钢的再结晶度随应力三轴性的增加而降低；动态再结晶晶粒尺寸大，而断裂表面的凹坑又小又浅。但是，温度主要反映在截面的收缩率上。35CrMo钢在高温下表现出良好的塑性，断裂凹痕大而深。

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