上海交通大学：《金属材料强韧化与组织调控》课程教学资源（课件讲稿）贝氏体组织与材料的强韧化（1/3）

③ 材料的强韧化与组织调控 泰坦尼克号沉设的真实原因

材料的强韧化与组织调控 泰坦尼克号沉没的真实原因

材料的强韧化与组织调控 泰坦尼克号沉没原因调查 11985年找到远船的位置。在！ i1991年，科研人员对从“泰坦尼i 克号”残赣中打捞出来的第一} 1批金属碎片进行的研究中发现， !船体钢板质量有问题。当年的 1造船工程师只考虑到要增加钢 的强度，而没有想到要增如其 「韧性。科研人员在把残骸的金 属碎片与如今的造船钢材作对 !比时发现在“泰坦尼克号”沉 没地点的水温中，如今的造船 I钢材在受到撞击时可弯成V形， 而残骸上的钢材则因韧性不够 图 建造中的Titanic号，可以看 」而很快断裂。 到船身上长长的焊缝

材料的强韧化与组织调控 泰坦尼克号沉没原因调查 1985年找到沉船的位置。在 1991年，科研人员对从“泰坦尼 克号”残骸中打捞出来的 第 一 批金属碎片进行的研究中发现， 船体钢板质量有问题。当年的 造船工程师只考虑到要增加钢 的强度，而没有想到要增加其 韧性。科研人员在把残骸的金 属碎片与如今的造船钢材作对 比时发现在“泰坦尼克号”沉 没地点的水温中，如今的造船 钢材在受到撞击时可弯成 V 形， 而残骸上的钢材则因韧性不够 而很快断裂

材料的强韧化与组织调控 (a)Titanic号钢板 (b)近代船用钢板 图 Titanic号钢板和近代船用钢板的冲击试验结果

材料的强韧化与组织调控

材料的强韧化与组织调控 泰坦尼克号沉没时间：1912年4月14日 钢板设计：强度设计√ 韧性设计× 弯曲冲击试脸：20世纪初G.Charpy提出(1905年)。 20世纪50年代初德国开始冲击试脸。当时德国克虏 伯炮厂调查炮管炸膛事件。 德国克虏侑炮厂： “济远”舰装备的150mm克虏伯炮

材料的强韧化与组织调控 泰坦尼克号沉没时间：1912年4月14日 钢板设计：强度设计  韧性设计  弯曲冲击试验：20世纪初G.Charpy提出(1905年)。 20世纪50年代初德国开始冲击试验。当时德国克虏 伯炮厂调查炮管炸膛事件 。 德国克虏伯炮厂： “济远”舰装备的150mm克虏伯炮

材料的强韧化与组织调控 夏比冲击试脸机

材料的强韧化与组织调控 夏比冲击试验机

上浒京通大￥ SHANGHAI JO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 材料的相变、微观组织与强韧化 组织调控的基本原理之一： 钢铁材料仍然是我国金属材料的主体。 相变 珠光体相变 贝氏体相变 材料强韧性： 马氏体相变 因素 臭氏体转变 机制 应用 基于相变的组织类型： /臭民体组织 珠光体组织 平衡组织 贝氏体组织 非平衡组织 马氏体组织 复相组织 马氏体十铁素体 马氏体十贝氏体 珠光体十铁素体

1896 1920 1987 2006 材料的相变、微观组织与强韧化 组织调控的基本原理之一： 相变 珠光体相变 材料 韧性 钢铁材料仍然是我国金属材料的主体。 贝氏体相变 马氏体相变 奥氏体转变 材料强韧性： 因素 奥氏体转变 机制 基于相变的组织类型： 奥氏体组织 应用 珠光体组织 贝氏体组织 马体织 平衡组织 非平衡组织 马氏体组织 复相组织 马氏体+铁素体 马氏体+贝氏体 珠光体+铁素体

上谱充通大￥ SHANGHAI JO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 低合全高强度钢组织设计变化趋势 珠光体十铁素体 粒状贝氏体+铁素体 双相钢 ↓ 低碳贝氏体 超低碳贝氏体 针状铁素体 低碳马氏体 O TONG U

1896 1920 1987 2006 低合金高强度钢组织设计变化趋势 珠光体+铁素体 粒状贝氏体+铁素体 双相钢 低碳贝氏体 超低碳贝氏体 低碳马氏体 针状铁素体

上谱京足大淫 SHANGHAI JO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 工程中碳钢的一般分类： 低碳钢：0.6wt% !珠光体钢属于高碳钢，其不能进行焊接； !低碳贝氏体钢具有高强韧性外，还具有很好的焊接性能。 why? 1

1896 1920 1987 2006 工程中碳钢的一般分类： 低碳钢：0.6wt% 珠光体钢属于高碳钢，其不能进行焊接； 低碳贝氏体钢具有高强韧性外，还具有很好的焊接性能。 wh ?y

上谱京足大￥ SHANGHAI JO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 判断是否可进行焊接的一个重要参数是碳当量。 原因：碳当量(carbon equivalent,CE)与焊接热影响区的景高硬 度问存在着确定关票。一般强度越高，热影响区的硬度也越高，出 现裂键的可能性也越高。 碳当量含义： 把钢中合金元素的舍量按其对某种性能（如焊接性、铸造工艺 性等)的作用换算成碳的相当含量。 碳钢及合全结构钢的碳当量经验公式： CE=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]x100%; 在铸铁中： CE=[C+1/3(Si+P)]x100%; 式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu、Si、P为该元素百分含量。 判据：碳当量火于0.45时不能焊接

1896 1920 1987 2006 判断是否可进行焊接的一个重要参数是碳当量。 原因：碳当量（carbon equivalent，CE）与焊接热影响区的最高硬 度间存在着确定关系。一般强度越高，热影响区的硬度也越高，出 现裂缝的可能性也越高。 碳当量含义： 把钢中合金元素的含量按其对某种性能(如焊接性、铸造工艺 性等)的作用换算成碳的相当含量。 碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式： CE=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]x100%； 在铸铁中： CE [C+1/3(Si+P)]x100% =[C+1/3(Si+P)]x100%； 式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu、Si、P为该元素百分含量。 判据：碳当量大于0 45 . 时不能焊接

上谱京足大淫 SHANGHAI JO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 贝氏体组织与材料的强韧化 知识要点： 1.贝氏体组织形态与材料强韧性之间的关系 2.基于贝氏体组织及贝氏体相变的材料强韧化的技术途径 JIAO TONG UNI

1896 1920 1987 2006 贝氏体组织与材料的强韧化 知识要点： 1.贝氏体组织形态与材料强韧性之间的关系 2.基于贝氏体组织及贝氏体相变的材料强韧化的技术途径