Qz35鋼波形護欄室溫脆斷原因分析

　　1、概況

　　室溫下的Q235低碳結構鋼具有較高的m性、韌性及適中的強度，是應用最廣泛的一種結構鋼。高速公路波形護欄選用Q235鋼，就是利用其優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現有些護欄脆性極大，甚至經手錘敲擊即可脆斷，完全失去了Q235鋼的良好塑性。

　　2..試驗結果及分析

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

表10-51護欄材料的化學成分（質量分數）

　　(2)宏觀分析護欄板厚度為3mm，表面經鍍鋅處理。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晶狀，并有鏡面反光現象。由此可見，護欄的斷裂性質屬于宏觀脆性斷裂。

　　(3)斷口微觀分析在日本產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低碳結構鋼，熱軋后空冷的材料應該得到正火組織。正常的低碳鋼正火組織是鐵素體+珠光體。失效件經常規制樣后用質量分數為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。經顯微硬度側試，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。又根據鐵素體與滲碳體在質量分數為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失效護欄經硝酸酒精溶液腐蝕后的組織120 x

圖10一177失效護欄經堿性苦味酸鈉溶液腐蝕后的組織120x

　　根據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。冷脆金屬發生解理斷裂的必要條件是，構件在其脆性轉折溫度以下工作。護欄是在室外環境溫度并不太低的情況下使用，顯然護欄發生脆斷與使用環境溫度無關。材料的脆性轉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，使致密材料轉變為存在大量微裂紋的材料.致使脆性轉折溫度升高

　　二是材料晶體質量不夠。