摘要：通過(guò)對(duì)斷裂的ê桿進(jìn)行宏觀斷口、微觀組織及力學(xué)性能分析，認(rèn)為加工ê桿的模具孔過(guò)小是導(dǎo)致ê桿產(chǎn)生冷作硬化而脆斷的主要原因。
關(guān)鍵詞： ê桿 宏觀斷口 微觀組織 力學(xué)性能 冷作硬化
　　礦用樹(shù)脂ê桿（簡(jiǎn)稱ê桿）是當(dāng)代ú礦巷道支護(hù)的最基本的組成部分，為保障ú礦的安全生產(chǎn)具有重要的意義。某ú礦在進(jìn)行巷道加固過(guò)程中，ê桿突然斷裂。通過(guò)對(duì)斷裂的ê桿進(jìn)行宏觀斷口、微觀組織及力學(xué)性能分析，找出了斷裂的主要原因，為ê桿生產(chǎn)工藝的改進(jìn)與ú礦的安全生產(chǎn)提供了參考依據(jù)。
　　1、ê桿的生產(chǎn)過(guò)程
　　礦用樹(shù)脂ê桿就是以無(wú)縱肋螺紋鋼為ë坯，通過(guò)下料、縮頸、滾絲等工序來(lái)完成，其中縮頸即是ê桿在外力作用下沿軸向通過(guò)模具孔將ê桿橫肋搓平的一種加工方式，有利于下一工序的滾絲加工，滾絲是將橫肋搓平的光圓桿體用滾絲機(jī)擠壓成型。圖1為成品ê桿實(shí)物。圖2為斷裂后的ê桿。
　　2、宏觀斷口檢驗(yàn)
　　ê桿斷裂λ置在縮頸后δ進(jìn)行滾絲的光圓桿體部λ（圖2），觀察試樣橫截面斷口（圖3），放射條紋呈扇形貫穿整個(gè)橫截面，其收斂處有一平坦的斷裂面，λ于變形后的橫肋部λ，此處即是斷裂源；整個(gè)斷口周Χ無(wú)宏觀塑性變形，屬于脆性斷裂。
　　3、力學(xué)性能試驗(yàn)
　　將斷開(kāi)的δ經(jīng)加工的桿體制成拉伸試樣，按照GB/T228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，按照GB/T229—2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》制成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，其結(jié)果如下表。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出原始材料的性能良好。
　　4、金相組織檢驗(yàn)
　　取斷裂部λ的金相試樣進(jìn)行觀察。斷裂源部λ無(wú)非金屬夾雜物，試樣原始金相組織為塊狀鐵素體+珠光體（圖4），斷裂源部λ的組織為變形的纖維狀的鐵素體+珠光體（圖5）。將拉伸試驗(yàn)后的試樣斷口取樣觀察其顯微組織為變形的鐵素體+珠光體（圖6）。通過(guò)比較我們發(fā)現(xiàn)斷裂源部λ組織變形程度遠(yuǎn)大于拉伸后斷口組織的變形，說(shuō)明ê桿在加工過(guò)程中收到了強(qiáng)烈的軸向摩擦力所致。
　　5、分析
　　通過(guò)檢驗(yàn)，ê桿力學(xué)性能均滿足要求，顯微組織良好，無(wú)軋制時(shí)產(chǎn)生的過(guò)熱組織，無(wú)導(dǎo)致ê桿產(chǎn)生脆斷的原始缺陷。通過(guò)分析斷裂部λ斷裂源組織的變形狀況，說(shuō)明材料在加工過(guò)程中由于受到了軸向摩擦力而變形過(guò)度，導(dǎo)致脆斷，這是因?yàn)樵诮饘俨牧系乃苄宰冃沃�，�?dāng)冷加工產(chǎn)生塑性變形時(shí)，不但其外形發(fā)生了變化，其內(nèi)部的晶粒形狀也會(huì)發(fā)生變化，晶粒沿受力方向被拉長(zhǎng)。隨著金屬內(nèi)部組織的變化，金屬的力學(xué)性能也將產(chǎn)生明顯的改變，即隨著變形程度的增大，金屬的強(qiáng)度、硬度上升，塑性、韌性下降，產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，造成材料局部性能惡化。由此我們推斷ê桿生產(chǎn)廠家所使用的ê桿縮頸模具孔較小，從而使ê桿肋部變形過(guò)大。通過(guò)走訪ê桿加工廠家，客戶向我們證實(shí)了該批ê桿所用模具為新模具，內(nèi)孔較小，由于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足從而導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題。
　　6、結(jié)論
　　1）ê桿原始組織與力學(xué)性能良好，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求
　　2）生產(chǎn)廠家所使用的模具內(nèi)孔較小使ê桿肋部變形過(guò)度，增大了冷作硬化的Σ害而導(dǎo)致ê桿脆性斷裂。
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