316L不锈钢应力腐蚀慢应变速率拉伸试验

就316L不锈钢在不同腐蚀环境下的慢拉伸力学性能进行了试验研究。所有试验在恒定应变速率2.4×10-7/s和恒定温度80℃条件下进行,高压釜中为5%Na Cl水溶液,并分别充入CO2和H2S气体。通过改变Cl-的浓度研究Cl-在慢拉伸试验条件下对316L不锈钢的力学性能的影响。试验结果表明,Cl-对316L不锈钢的拉伸力学性能有明显影响,随着Cl-浓度的增加,316L不锈钢的抗拉强度逐渐降低;即Cl-可能是导致316L不锈钢慢拉伸应力腐蚀的关键因素。对316L不锈钢慢拉伸样品断口的SEM微观分析表明,在Cl-的作用下其断裂特性由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂,即断口形貌在无Cl-和Cl-浓度较低时有明显的韧窝,为穿晶断裂;而随着Cl-浓度增加,断口形貌为解理性断裂,为沿晶断裂。     

时效处理对22Gr双相不锈钢机械性能的影响

采用拉伸、疲劳试验,研究了时效处理对22Gr双相不锈钢断裂性能和疲劳性能的影响及其变化规律,并按断口形貌探讨了22Cr双相不锈钢在不同试验条件下的断裂机制,为22Cr双相不锈钢的使用提供参考。     

金属拉伸试样断口分析方法

讨论了金属拉伸试验过程中拉伸试样的应力分布情况和断裂过程,分析了影响断口形貌的因素,并将拉伸断口与冲击断口进行比较。提出的金属拉伸试样断口分析方法是可行的。     

1Cr12Ni3MoVN钢TIG焊接接头的组织与高温性能

1Cr12Ni3Mo VN(S/SJ2)钢是一种含有12%Cr的低碳马氏体不锈钢,在航空发动机中广泛使用。本文对1Cr12Ni3Mo VN钢板材TIG焊接试样进行了高温瞬时拉伸试验、高温持久拉伸试验以及组织分析,研究了焊接接头的显微组织和高温性能。结果表明:拉伸试验时断裂均发生在热影响区的回火区。用TIG焊接1Cr12Ni3Mo VN钢能获得高温性能良好的焊接接头,其焊接接头的高温抗拉强度为766.7 MPa,与母材相当。高温持久拉伸时焊接接头在500℃、负载400 MPa条件下,蠕变寿命为240.71 h,与1Cr12Ni3Mo VN钢母材在同等条件下的蠕变寿命248.56 h相当。母材与焊接接头高温瞬时拉伸试样、高温持久拉伸试样的断口形貌均为浅韧窝形。室温下母材组织为具有良好综合力学性能的回火索氏体,焊缝组织为铸态的板条马氏体。高温瞬时拉伸及高温持久拉伸后焊缝马氏体组织明显长大,但随高温时间的变长组织长大趋缓,其长大程度变化不明显。     

304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为

目的 研究304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为及机理。方法 采用慢应变速率试验分别研究了304L不锈钢在常温常压水、高温高压水、高温高压水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为。利用SEM、三维立体显微镜和XPS,分析试样氧化后断口区域的形貌及元素分布。结果 304L不锈钢在常温常压水中的抗拉强度为730 MPa,拉伸率为94.32%。在高温高压水、高温高压水蒸气环境中的抗拉强度分别为382、379 MPa,拉伸率分别为44.98%、47.38%。304L不锈钢在三种试验环境中慢拉伸后的断口表面布满大量韧窝,断口全貌呈韧性断裂特征,高温高压水、高温高压水蒸气中试样的抗拉强度较常温常压水中明显下降。304L不锈钢在高温高压水环境和水蒸气环境中得到的XPS谱图中各结合能峰位置几乎相同,峰的相对强度因载荷的不同而发生变化。施加载荷后,在高温高压水环境中304L不锈钢表面氧化物中的Cr含量增加,而在高温高压水蒸气环境中的Cr含量略有下降。结论304L不锈钢在高温高压水和高温高压水蒸气环境中具有相似的最大抗拉强度和最大应变值。施加载荷将影响304L不锈钢氧化过程中金属元素扩散的速度,进而影响氧化产物的成分。     

00Cr12Ti铁素体不锈钢室温拉伸性能研究

试验对00Cr12Ti铁素体不锈钢在室温下的力学性能进行了测试和评定,其中包括热轧态显微组织、拉伸性能和断裂特征以及断口起源等。试验结果表明,00Cr12Ti的室温拉伸断口为韧性断口,微观形貌为不均匀的韧窝聚集,有大小不同的两种韧窝。大韧窝在范性流变的初中期形成并长大,多系由夹杂物成核而形成;小韧窝在范性流变的后期出现,多系由细小碳化物成核而形成。00Cr12Ti铁素体的微观组织为完全的等轴铁素体晶粒,这对其拉伸性能和断裂特征都有较好的影响。     

稀土镧对FeCrAl不锈钢高温力学性能的影响

探究稀土镧对FeCrAl不锈钢高温力学性能的影响。采用gleeble3500热应力/应变模拟机对添加0.052%La元素和不添加La元素FeCrAl不锈钢进行高温力学性能测试,运用金相显微镜和扫描电镜对试样拉伸后断口组织和形貌进行观察分析。结果表明：添加稀土镧可以提高FeCrAl不锈钢高温抗拉强度,并且消除FeCrAl不锈钢高温第三脆性区。分析断口形貌发现,高塑性区温度下的试样断口有明显韧窝,韧窝附近有较大塑性变形,断裂方式主要为穿晶断裂;低塑性区温度下的试样断口出现解理断裂,韧窝较浅,断裂方式主要为沿晶断裂。     

拉伸温度对Cr18Ni10Ti不锈钢力学性能影响

首先对Cr18Ni10Ti不锈钢进行1050℃固溶处理及650℃时效24 h处理,随后在不同温度(500 ～ 800℃)下以1.43×10-4 s-1拉伸速率对其进行高温拉伸试验.采用扫描电镜与能谱仪分析了试验钢的组织、析出相及断口形貌,采用高分辨透射电镜观察其位错和晶界处的P和S元素的浓度.结果 表明:Cr18Ni10Ti不锈钢的组织主要是奥氏体组织,基体中有富Cr析出相及AlMgTiO复合析出相.当拉伸温度从500℃升高到800℃时,试验钢的屈服强度、抗拉强度均减小,断面收缩率先减小后增大,在650℃拉伸时,断面收缩率最小.当拉伸温度较低时,试验钢出现明显的颈缩现象,随拉伸温度升高,拉伸过程中的颈缩现象不明显,出现韧窝与沿晶混合断口.当拉伸温度升高到800℃时,试验钢发生蠕变断裂,出现冰糖状断口.第二相、拉伸过程的回复与再结晶、P和S元素的晶界偏聚行为以及晶界蠕变等多种因素的影响使得Cr18Ni10Ti不锈钢在500～800℃拉伸时出现不同的强度与断面收缩率.     

氢对321不锈钢焊接热影响区力学性能的影响

利用Gleeble3800热模拟试验机和动态充氢慢应变拉伸试验研究了氢对321不锈钢焊接热影响区力学性能的影响,采用扫描电镜和光学显微镜分析了拉伸试样的断裂特征。结果表明:氢导致321不锈钢慢应变拉伸试样断裂模式发生变化,裂纹启裂于试样表面,断口由脆性断口和韧性断口构成。氢会导致321不锈钢焊接热影响区产生严重的塑性损失。焊接近缝区对氢最为敏感,塑性损失为56.1%,抗拉强度下降约50 MPa。     

温度对1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢疲劳性能的影响

以超临界汽轮机叶片用1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢为研究对象,测试叶片模拟工作温度下拉压疲劳极限的变化规律,用扫描电镜观察试样宏观及微观断口.结果表明,1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢试样的疲劳极限随试验温度的变化有明显变化.当试验温度为538、566、593 ℃时,试验钢的拉压疲劳极限的最大变化量为81 MPa.其疲劳试样宏观断口包括裂纹萌生、裂纹扩展及最终断裂3个阶段,存在明显的裂纹前沿;微观断口具有典型的准解理断口特征.     

00Cr17Mn6Ni5N的高温塑性变形行为研究

00Cr17Mn6Ni5N奥氏体不锈钢在10 kg真空感应炉内熔炼,并在氮气气氛下加氮化铬进行N合金化。通过Gleeble-1500D热模拟试验机进行高温拉伸试验。采用扫描电镜和蔡司金相显微镜,观察断口形貌及近断口处组织。研究表明,实验钢的高温塑性较好,最佳塑性区间为1050~1150℃,在1200℃附近存在高温脆性区;从1000~1250℃热模拟拉伸断口形貌分析,实验钢的断裂方式以韧性断裂为主,在1200℃脆性区的断裂为微孔或析出物为中心的韧窝断裂。     

受腐蚀亚共析铀铌合金的力学性能研究

利用加速腐蚀实验方法研究了腐蚀对一种亚共析铀铌合金拉伸性能的影响,并用SEM和EDS对拉伸试样的组织结构、成分、表面形貌和断口形貌进行了分析.腐蚀实验表明:随着腐蚀时间的增加,拉伸试样表面的腐蚀程度加剧,经过约180 d的腐蚀后,试样表面形成了腐蚀斑,其大小为50μm左右;力学拉伸测试表明:在实验范围内,合金的屈服强度和抗拉强度无明显变化,而试样的延伸率及断面收缩率则有下降的趋势.断口形貌表明,合金在实验范围内腐蚀后,其断裂方式仍以韧性断裂为主.此外,对引起合金力学性能变化的主要因素也进行了探讨.     

1Cr17Ni2钢U和V形缺口试样夏比冲击性能对比

对比了不同热处理工艺下1Cr17Ni2钢U、V形缺口试样夏比冲击试验的冲击吸收功、断口形貌和断面纤维率。结果表明在本试验热处理条件下,U形试样AKU2值符合国标要求,但V形试样AKV2值低,二者之间没有确切对应关系;断口形貌分析表明断口中的纤维状断面为韧性断口特征,结晶状断面为解理断裂与沿晶断裂混合的脆性断口特征;U形缺口试样断口的断面纤维率比V形缺口试样高。V形缺口试样更能反映出1Cr17Ni钢的脆性开裂倾向,当1Cr17Ni2钢的服役环境对冲击性能要求较高时用AKV2值评定其韧脆性更加可靠。     

AZ80镁合金的深冷处理

研究了深冷处理对AZ80镁合金组织及力学性能的影响,并用扫描电镜分析了挤压态、T4态和T4+深冷处理态试样的室温拉伸断口。试验结果表明,深冷处理能改善合金的显微组织,从而提高其力学性能。在本试验条件下,AZ80镁合金最佳深冷处理工艺为-180℃×2 h。挤压态试样室温拉伸断口为准解理断裂;T4处理后,断口形貌为具有一定塑性变形的准解理断裂;T4+深冷处理后,断口又呈现出以准解理为主的脆性断裂特征。     

波纹管断裂故障分析

材质为1Cr18Ni9Ti不锈钢波纹管进行300h试验后发生断裂。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、腐蚀试验等手段分别对波纹管断口微观形貌、表面状态、化学成分及人为腐蚀后的形态特征等方面进行检验和分析。结果表明：波纹管内外表面存在的晶界腐蚀以及试验中振动应力是导致波纹管产生疲劳断裂的主要原因,建议在超薄结构件中不使用1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

S线缺陷对搅拌摩擦焊接头断裂机制的影响

采用搅拌摩擦焊接技术对9 mm厚的7N01铝合金进行对接焊接,焊后对接头进行拉伸试验,并通过声发射设备进行监测。根据接头的力学性能、声发射信号特征、断口形貌及金相组织等,分析S线缺陷对接头断裂机制的影响。结果表明:S线缺陷降低了接头的屈服强度和抗拉强度,在拉伸过程中,S线的扩展会导致持续时间的声发射信号明显增大。存在S线缺陷的接头拉伸断口平滑,塑性变形能力变差。     

16MnR钢板低温冲击过程的声信号特性

在20℃至-55℃下对16MnR材料进行Charpy冲击试验,用声发射技术监测各温度下冲击开裂的过程。采用小波分析结合傅里叶变换的方法,得到了16MnR试样开裂过程的波形频谱特性及电压幅值,并且采用金相和SEM对冲击断口进行了组织、形貌分析。结果表明:随着温度的下降,声发射计数率、声发射能量及声发射持续时间均呈降低趋势,声信号幅值变化不大。小波分解后的d2层能量包含冲击断裂的主要能量,与冲击功的变化趋势相似,具有较强的相关性。试验结果为声发射技术监测冲击载荷作用下的材料内部结构演化提供了一个思路。     

254SMO奥氏体不锈钢热模拟断口断裂机理分析

运用Gleeble-1500热模拟试验机对254SMO奥氏体不锈钢进行了高温拉伸试验,利用光学显微镜、扫描电镜等对热模拟拉伸断口进行了表面形貌观察。结果表明:254SMO奥氏体不锈钢热塑性的优劣主要由脆性的σ析出相决定;热模拟时各温度段的断裂微观机制均不同,254SMO奥氏体不锈钢最适宜的热塑性温度宜选在1200℃临近区域。     

固溶时效对TC20钛合金显微组织和力学性能的影响

对TC20钛合金进行不同的固溶时效处理,通过室温拉伸试验和平面应变断裂韧性试验,结合光学显微镜、扫描电镜和显微维氏硬度计等测试方法,分析了不同的固溶时效处理工艺参数对TC20钛合金显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明:当固溶温度一定时,随着时效温度的升高,合金的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。当固溶时效工艺为950℃/0.5 h(水冷,WQ)+500℃/4 h(空冷,AC)时,合金可实现良好的强韧性匹配,此时合金的抗拉强度为1106 MPa,屈服强度为1019MPa,断裂韧性高达87.6MPa·m1/2。未经固溶时效处理的锻态TC20钛合金拉伸和紧凑拉伸(CT)试样,其断口呈现典型的韧性断裂形貌特征,而经不同固溶时效处理的试样断口主要以准解理断裂和解理断裂为主。随着时效温度的升高,拉伸试样断口表面逐渐出现二次裂纹和空洞,塑性逐渐降低,CT试样的韧窝尺寸逐渐变小变浅,断裂韧性逐渐降低。     

6063铝合金韧性断裂机制的研究

设计可实现不同应力状态的原位拉伸试样,在SEM下进行原位拉伸试验,对断裂过程做了详细的研究和分析.试验表明,不同应力状态下的试样表面在拉伸过程中都产生了大量的滑移带,但其韧性断裂机制不同.随着三轴应力度的降低,断裂从韧窝剪切机制向纯剪切断裂机制过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6063铝合金的晶界最薄弱,微裂纹形核于晶界,随载荷增大,微裂纹之间通过扩展或剪切连接导致试样断裂;试样最小截面上的三轴应力度越小,试样断口的两个面上韧窝的取向越明显,而且断口越光滑.