摘要：通过对断裂的ê杆进行宏观断口、微观组织及力学性能分析，认为加工ê杆的模具孔过小是导致ê杆产生冷作硬化而脆断的主要原因。
关键词： ê杆 宏观断口 微观组织 力学性能 冷作硬化
矿用树脂ê杆（简称ê杆）是当代ú矿巷道支护的最基本的组成部分，为保障ú矿的安全生产具有重要的意义。某ú矿在进行巷道加固过程中，ê杆突然断裂。通过对断裂的ê杆进行宏观断口、微观组织及力学性能分析，找出了断裂的主要原因，为ê杆生产工艺的改进与ú矿的安全生产提供了参考依据。
1、ê杆的生产过程
矿用树脂ê杆就是以无纵肋螺纹钢为ë坯，通过下料、缩颈、滚丝等工序来完成，其中缩颈即是ê杆在外力作用下沿轴向通过模具孔将ê杆横肋搓平的一种加工方式，有利于下一工序的滚丝加工，滚丝是将横肋搓平的光圆杆体用滚丝机挤压成型。图1为成品ê杆实物。图2为断裂后的ê杆。
2、宏观断口检验
ê杆断裂λ置在缩颈后δ进行滚丝的光圆杆体部λ（图2），观察试样横截面断口（图3），放射条纹呈扇形贯穿整个横截面，其收敛处有一平坦的断裂面，λ于变形后的横肋部λ，此处即是断裂源；整个断口周Χ无宏观塑性变形，属于脆性断裂。
3、力学性能试验
将断开的δ经加工的杆体制成拉伸试样，按照GB/T228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行拉伸试验，按照GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》制成标准冲击试样进行冲击试验，其结果如下表。由试验结果可以看出原始材料的性能良好。
4、金相组织检验
取断裂部λ的金相试样进行观察。断裂源部λ无非金属夹杂物，试样原始金相组织为块状铁素体+珠光体（图4），断裂源部λ的组织为变形的纤维状的铁素体+珠光体（图5）。将拉伸试验后的试样断口取样观察其显微组织为变形的铁素体+珠光体（图6）。通过比较我们发现断裂源部λ组织变形程度远大于拉伸后断口组织的变形，说明ê杆在加工过程中收到了强烈的轴向摩擦力所致。
5、分析
通过检验，ê杆力学性能均满足要求，显微组织良好，无轧制时产生的过热组织，无导致ê杆产生脆断的原始缺陷。通过分析断裂部λ断裂源组织的变形状况，说明材料在加工过程中由于受到了轴向摩擦力而变形过度，导致脆断，这是因为在金属材料的塑性变形中，当冷加工产生塑性变形时，不但其外形发生了变化，其内部的晶粒形状也会发生变化，晶粒沿受力方向被拉长。随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的改变，即随着变形程度的增大，金属的强度、硬度上升，塑性、韧性下降，产生加工硬化现象，造成材料局部性能恶化。由此我们推断ê杆生产厂家所使用的ê杆缩颈模具孔较小，从而使ê杆肋部变形过大。通过走访ê杆加工厂家，客户向我们证实了该批ê杆所用模具为新模具，内孔较小，由于生产经验不足从而导致质量问题。
6、结论
1）ê杆原始组织与力学性能良好，满足标准要求
2）生产厂家所使用的模具内孔较小使ê杆肋部变形过度，增大了冷作硬化的Σ害而导致ê杆脆性断裂。
参考文献：
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