X70管线钢仪器化冲击试验研究

通过对X70管线钢仪器化冲击曲线和冲击断口形貌的观察,对比分析了在不同温度条件下试件的冲击韧性。结果表明,随着试验温度的降低,裂纹形成功变化较小,裂纹扩展功和总冲击功呈下降趋势,裂纹扩展速度加快。以针状铁素体组织为主的X70管线钢在低温下具有较好的止裂能力,其韧脆转变温度在-80℃以下。     

非调质钢YG1401的冲击韧性和断口形貌探讨

通过采用示波冲击试验机对贝氏体非调质钢YG1401进行系列温度冲击试验,并采用体式显微镜和扫描电镜对断口宏观形貌及微观扩展形貌进行观察,结合示波冲击试验所测的裂纹起裂功及裂纹扩展功研究该材料从24～-80 ℃的冲击断口形貌变化规律。结果表明：该材料的DBTT为-12 ℃。试验材料在24～-10 ℃区间冲击时,材料代表高韧性的裂纹稳定扩展区面积最大。在-30 ℃冲击时,裂纹稳定扩展区面积急剧下降。随着冲击温度的进一步下降,裂纹稳定扩展区面积不断下降。24～-10 ℃区间内冲击断口形貌表现为由密集细小韧窝组成的粗大的撕裂棱和塑性变形量较大的二次解理组成的混合断裂形貌,随着温度的进一步降低,断口放射区形貌为细小撕裂棱和一次解理为主的混合断裂形貌。     

时效温度对沉淀硬化不锈钢FV520(B)冲击性能的影响

利用示波冲击试验和断口分析方法,对350,420,470,520,560,600,630℃时效温度处理状态下沉淀硬化不锈钢FV520(B)的冲击性能进行了比较深入的试验研究.结果表明:时效温度对FV520(B)钢冲击性能的影响主要决定于其对冲击裂纹扩展功的影响;随着时效处理由420℃增加到600℃,冲击试样启裂载荷Fm逐步下降,裂纹萌生功Ai缓慢增加,而裂纹扩展功Ap大幅度增加;630℃时效处理较600℃的Fm有所升高,Ai下降,而Ap增加;420℃及470℃时效状态下的冲击试样扩展区断口以解理形貌为主,而其它时效状态下为韧窝形貌,但韧窝细节各不相同.     

奥氏体球墨铸铁超低温冲击断裂行为研究

以奥氏体球墨铸铁为研究对象,研究其低温冲击的断裂行为。首先研究奥氏体球墨铸铁在冲击断裂过程中裂纹形成功及裂纹扩展功等各部分能量随温度的变化规律:奥氏体球墨铸铁在20~-196℃温度范围内冲击吸收功呈先上升后下降的趋势,裂纹的亚稳扩展能量是决定低温冲击性能的主要因素。其次研究奥氏体球墨铸铁低温延性断裂行为的微观机理,采用SEM断口分析方法系统研究不同温度下奥氏体球墨铸铁延性断裂的裂纹萌生、扩展过程及随温度演变规律。     

时效对FV520(B)钢组织和性能的影响

采用透射电镜观察、示波冲击试验、硬度试验等方法,研究了经850 ℃中间调整处理后,不同时效温度对FV520(B)沉淀硬化不锈钢的组织和性能的影响.结果表明,在420℃时效,硬度出现峰值,主要与组织中细小的富铜相共格析出有关.随着时效温度提高,富铜相逐步脱溶长大、基体再结晶,硬度逐步降低.FV520(B)钢的冲击总功主要决定于裂纹扩展功,时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响.420℃及470℃时效状态下的冲击试样扩展区断口以解理形貌为主,而其它时效状态下为韧窝形貌,但韧窝细节各不相同.     

压裂泵阀箱用钢的示波冲击性能及动态断裂韧性

对30CrNi2MoV压裂泵阀箱用钢进行880℃淬火+560~650℃回火的调质处理,在室温下进行了Charpy V型缺口示波冲击试验,通过SEM对各个回火温度下的冲击断口形貌进行了对比分析。实验结果表明:30CrNi2MoV阀箱钢的延性断裂韧度、动态断裂韧度、裂纹扩展功、冲击功等关键指标均随回火温度的升高而升高。供货态试样断口为解理形貌;560℃回火断口形貌是准解理+韧窝;590~650℃断口是韧窝形貌。冲击韧度和冲击断口形貌有良好的对应关系。     

低温下转向架钢Q355NHC冲击韧性和断口特征研究

通过V型缺口夏比冲击实验研究了20～-60℃Q355NHC转向架用钢不同取向的低温冲击韧性。采用扫描电镜观察断裂面的形貌,对比分析不同取向试件在20、-25、-50、-60℃下的冲击性能与断口分离形貌,分析Q355NHC转向架用钢断口和冲击功与温度、取向和分层裂纹的耦合作用。结果表明:Q355NHC钢板存在明显的各向异性,L-T取向对低温的敏感程度较大,存在明显的低温脆性;较大尺寸的非断口分层区抛物线性韧窝与等轴韧窝的形成有利于提高母材的韧性。断口分层区由里向外断裂方式依次是准解理断裂、滑移分离与韧窝断裂,这种特征在分层裂纹不同位置呈现交互出现的现象,并且分层裂纹的存在可提高材料的低温冲击韧性。     

400-18LT球墨铸铁的韧脆转变温度检测方法研究

研究了-130~0℃下400-18LT低温球墨铸铁低温冲击性能,计算出QT400-18AL冲击功随温度变化曲线,随冲击温度的降低,冲击功逐渐降低,在-74.3℃达到韧脆转变温度点。用ZESS-18扫描显微镜观察了不同冲击温度下断口形貌,根据冲击断口测量晶状区断面率,根据晶状区断面率随温度变化曲线拟合出韧脆转变温度为-72.4℃。两者的测试结果是吻合的。     

变形温度对铁路机车用ZG25MnCrNiMo锻件冲击性能的影响

采用摆锤冲击试验机对不同变形温度的ZG25Mn Cr Ni Mo钢锻件的室温、-20、-40℃的冲击性能进行检测,并用JSM-63I0LV扫描电镜对冲击试样断口进行观察,研究变形温度对锻件冲击性能的影响规律。结果表明,室温下各变形温度的锻件试样均具有较高的冲击功,变形温度在1 000℃时冲击功最高,变形温度为1 200℃时冲击功最低,冲击试样断口均呈明显的韧性断口特征;-20℃时冲击功明显较室温低,变形温度在700~1 100℃内,锻件冲击功随变形温度升高逐渐升高,1 100℃时达最大值62 J,1 200℃时锻件冲击性能严重恶化,冲击功仅有39 J,冲击断口出现大量的准解理特征;-40℃时冲击功明显较-20℃降低,变形温度在700~1 000℃内,锻件冲击功随变形温度升高逐渐升高,1 000℃时锻件冲击功最高,当变形温度进一步升高时,锻件冲击性能下降,当变形温度为1 200℃时冲击功仅有28 J,冲击断口出现大量的解理断口特征。     

奥氏体球铁低温冲击裂纹的萌生与亚稳扩展

介绍了超低温奥氏体球墨铸铁的低温示波冲击试验,探讨了冲击裂纹的萌生与亚稳扩展特征。通过对示波冲击断裂过程中的动态载荷、吸收能量以及特征位移进行分析发现,随着温度的降低,超低温奥氏体球墨铸铁有着更好的抵抗冲击裂纹萌生的能力,但冲击裂纹萌生后会迅速地延伸并开始亚稳扩展;而冲击裂纹的亚稳扩展过程在冲击值达到最大值的温度(-80℃)前后分别被材料承受载荷的上升和冲击裂纹亚稳扩展区域的减少所影响。通过对冲击断口观察发现,随着温度的下降,冲击断口在裂纹萌生区域的塑性变形持续上升,而在裂纹亚稳扩展区域则呈现先增大后减小的趋势。     

双重退火工艺对TC21钛合金力学性能和断口形貌的影响

利用光学金相、扫描电镜以及拉伸、冲击、断裂韧性试验等手段研究了不同双重退火工艺对TC21钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:第一次退火温度一定时,随着第二次退火温度的上升,试样中块状α相更易于形成;第二次退火温度一定时,随着第一次退火温度的上升,试样中形成大块α相的概率变小;TC21钛合金的断面收缩率对不同双重退火工艺最为敏感;900 ℃×2 h+500 ℃×4 h双重退火工艺下制备的试样具有弯折的粗大条状α相及最大的冲击吸收能量;950 ℃×2 h+590 ℃×4 h双重退火工艺下制备的试样能在裂纹扩展中吸收最多的能量,具有最高的断裂韧性。     

Impact toughness of tungsten films deposited on martensite stainless steel

Tungsten films were deposited on stainless steel Charpy specimens by magnetron sputtering followed by electron beam heat treatment. Charpy impact tests and scanning electron microscopy were used to investigate the ductile-brittle transition behavior of the specimens. With decreasing test temperature the fracture mode was transformed from ductile to brittle for both kinds of specimens with and without W films. The data of the crack initiation energy, crack propagation energy, impact absorbing energy, fracture time and deflection as well as the fracture morphologies at test temperature of-70 ℃ show that W films can improve the impact toughness of stainless steel.     

Influence of Solution Treatment on Impact Toughness and Microstructure of Cobalt-free Maraging Steel

The influence of different solution temperature on microstructure and impact toughness of cobalt-free maraging steel 00Ni14Cr3Mo3Ti was investigated by SEM and X-Ray diffractometer.The experimental results showed that with the solution temperature variation, the martensite morphology has not changed, is still lath martensite.Undissolved Laves phase hindered the dislocation movement after 750 ℃ solution heat treatment, which result in a very low impact absorbed energy, the impact fracture has no obvious plastic deformation, with bad toughness.With the solution temperature increased, the undissolved phase gradually dissolved, the impact absorbed energy increased gradually.All the Laves phase dissolved when reach to 900 ℃, the impact absorbed energy reaches the maximum, is 61 J.Fracture morphology change from brittle fracture into toughness transgranular fracture with deep dimple. When solution temperature is above 900 ℃, with the solution temperature further increase, austenite grain size increases significantly.Average grain diameter of austenite is about 70 μm after 1050 ℃ solution treatment, the density of precipitates on the grain boundary of maraging steel is increase substantially, deformation compatibility deteriorate, which result in the impact absorbed energy decreased significantly.Fracture type becomes transgranular and quasi-cleavage mixed fracture with the characteristics of the river patterns from ductile transgranular fracture.     

GD钢组织及低温冲击韧性研究

分析了900℃淬火及200℃回火后GD钢的显微组织、硬度及低温冲击的断口形貌,研究结果表明:900℃淬火后GD钢组织由粗针状马氏体、残余奥氏体、碳化物组成,200℃回火时,马氏体中析出部分碳化物,回火组织由回火马氏体和碳化物组成。900℃淬火+200℃回火后的GD钢冲击时,随着温度的降低,其冲击功随之减小,随着GD钢所处的环境温度不断升高,断口宏观形貌中反映起裂区和裂纹纤维扩展区所占比例越来越大,微观形貌中存在解理面、撕裂棱和韧窝,其断裂机理为准解理断裂。     

管线用自保护药芯焊丝低温韧性分析

通过分析熔敷金属冲击断口宏观及SEM形貌、显微组织形态和定量统计夹杂物,研究三种市售X70管线用自保护药芯焊丝熔敷金属的低温韧性.结果表明,3号焊丝其熔敷金属-40℃冲击吸收功平均值高达330 J,而1号焊丝其熔敷金属-30℃冲击吸收功平均值仅为113 J.熔敷金属夹杂物和显微组织的不同是造成其韧性差异显著的主要原因.均匀弥散分布的细小夹杂物和均匀细小的等轴晶组织有利于提高熔敷金属的低温韧性.     

不同两相区淬火温度对9Ni钢组织与性能的影响

通过SEM、XRD、疲劳试验机、冲击试验机等分析了620~680 ℃区间不同两相区淬火温度对9Ni钢强度和低温冲击性能的影响。结果表明,回转奥氏体含量和稳定性对材料性能影响显著,随着两相区淬火温度的升高,9Ni钢抗拉强度不断增大,而低温冲击性能呈现先升高后降低的非线性趋势。在640 ℃时,试样的回转奥氏体含量最高,达9.65%;断后伸长率最高,达到32.67%;冲击吸收能量最高,常温下达到332.83 J,-196 ℃条件下为297.69 J,总体展现出良好的强韧性。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

逆转变奥氏体对中Mn钢低温冲击断裂过程的影响

对超低碳7%Mn钢进行了不同温度的回火处理,测定了组织中的逆转变奥氏体含量及其在-60、-100 ℃下的冲击吸收能量,并观察了冲击断口附近的显微组织,进而讨论了逆转变奥氏体含量及稳定性对试验钢低温冲击断裂过程的影响。结果表明:逆转变奥氏体对试验钢低温韧性的影响具有两面性,一方面能够通过相变缓解裂纹尖端的应力集中,改善钢的低温韧性,另一方面,当其稳定性较低时易于在应力作用下大量发生马氏体相变,导致钢低温韧性降低。冲击断口附近产生明显塑性变形的区域都较小,表明在冲击断裂过程中难以通过大范围的TRIP效应实现韧化。     

回火温度对3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌的影响

研究了3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌随回火温度的变化。结果显示,随着回火温度的升高,试验钢的硬度降低,韧性增加,550 ℃回火时出现二次硬化现象;600 ℃以上回火,硬度明显降低,韧性大幅度增加;700 ℃回火态试样未冲断。淬火后,随着回火温度的升高,试验钢的基体组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。300~600 ℃温度区间内回火试样的断裂方式为准解理断裂,高温回火试样的断裂方式为韧性断裂,不同温度回火后得到的显微组织和碳化物对试样的冲击韧性有较大影响。     

回火温度对工程机械用超高强钢组织及回火脆性的影响

通过SEM、TEM、-20 ℃夏比V型冲击试验等分析手段研究了回火温度对工程机械用超高强钢微观组织及回火脆性的影响,并结合断口特征及微观组织分析裂纹扩展路径。结果表明,试验钢在200~500 ℃回火时,随着回火温度的升高,马氏体分解后形成的碳化物的析出位置从马氏体板条内逐步过渡到原始奥氏体晶界和马氏体板条界,其形状由针状变为粒状,并不断粗化。回火温度为200 ℃和500 ℃时,冲击试样断口的不稳定断裂区为韧性断裂。300 ℃回火时,出现了回火脆性,其冲击试样断口的不稳定断裂区为准解理断裂,裂纹扩展路径相对平直。微观组织分析发现,在原始奥氏体晶界及马氏体板条界析出大量的针状碳化物,这些碳化物提供了裂纹形核位置,促进了裂纹扩展,导致了回火脆性的产生。