冷轧压下率对含硼和铌细晶高强IF钢组织与性能的影响

以含硼和铌细晶高强IF钢为研究对象,通过改变不同的冷轧压下率对试验钢进行连续退火实验。采用光学显微镜和透射电镜进行显微组织观察,并用拉伸试验机进行力学性能测试,得到了不同冷轧压下率下细晶高强IF钢的显微组织和力学性能的变化规律。试验结果表明,随着冷轧压下率的升高,试验钢的晶粒尺寸变小且分布不均,屈服强度和抗拉强度有所升高,r值升高,n值降低。     

海洋大气环境与拉伸疲劳载荷耦合作用下30CrMnSiNi2A钢的腐蚀损伤行为

目的 研究海洋大气环境与拉伸疲劳载荷耦合作用对30CrMnSiNi2A钢腐蚀损伤行为的影响.方法 在湿热海洋大气环境万宁试验站户外环境,首次采用海洋大气环境-拉、压、弯载荷耦合试验设备对30CrMnSiNi2A钢开展海洋大气环境-拉伸疲劳载荷耦合试验,利用金相显微镜、耦合试验设备和扫描电镜,探讨海洋大气环境腐蚀与拉伸疲劳载荷耦合作用对30CrMnSiNi2A钢的腐蚀形貌、腐蚀产物、拉伸性能及断口形貌的影响.结果 30CrMnSiNi2A钢静态暴露试验和耦合试验的腐蚀特征均为点蚀,静态暴露试验1 a和耦合试验35 d的最大腐蚀深度分别为95μm和54μm.静态暴露试验1 a,30CrMnSiNi2A钢的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别下降6.6％、6.5％、31.0％;耦合试验35 d,30CrMnSiNi2A钢的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别下降11.0％、11.4％、34.5％.断口形貌结果显示,30CrMnSiNi2A钢耦合试验的裂纹源附近扩展区为准解理形貌,存在细小二次裂纹,裂纹以疲劳源为中心,向芯部不断扩展,形成了具有方向性的腐蚀疲劳损伤.结论 海洋大气环境腐蚀与拉伸疲劳载荷的耦合作用可以加速30CrMnSiNi2A钢拉伸性能的下降,与静态暴露试验相比,耦合试验的加速倍率约为静态暴露试验的10倍.     

热处理工艺对汽车用IF钢性能的影响

设计了汽车用Ti+P-IF钢、Ti+Nb-IF钢组成,通过试验将其与传统的汽车用IF钢性能进行比较,测试和分析了热处理工艺对3种钢材力学性能以及金相组织的影响。结果表明:Ti+P-IF钢力学性能优于Ti+Nb-IF钢和传统IF钢,当退火温度为825℃,其屈服强度为186 MPa,抗拉强度为412 MPa,伸长率为36.3%,硬化指数为0.2。P和Nb元素在Ti+IF钢中起到固溶强化作用,有助于提高IF钢拉伸强度和屈服强度。退火后的Ti+P-IF钢金相组织中呈网络结构,晶粒尺寸为20~100μm左右,有利于消除轧制过程中形成的晶体缺陷。     

拉伸-扭转复合加载对镍基高温合金GH4169力学性能与变形机理的影响

研究镍基高温合金在近服役条件下的力学性能与内在变形机理具有重要意义,但现有研究主要集中于单轴加载下的力学行为,多轴加载相关研究报道较少。为此,本工作对比研究了单轴和复合加载下多晶镍基高温合金GH4169的力学性能变化规律及其微观变形机制差异。在25℃下对多晶镍基高温合金GH4169进行拉伸-扭转复合加载,结合SEM、TEM、EBSD和中子衍射研究了加载方式对其力学性能、微观组织以及变形机理的影响。结果表明,拉伸样品的屈服强度和极限强度均随预扭转角度增加而增大(增幅分别约为150%和13%);在20%预拉应变下,扭转样品的屈服强度和延伸率均有所增加(增幅分别约为31%和16%)。拉伸和扭转变形后样品中的位错密度明显增大;同时复合加载下位错密度相较于单轴加载略小,表明存在位错湮灭效应。预加载产生的位错强化效应提高了屈服强度,而随后复合加载下位错湮灭效应使预拉伸扭转样品的极限强度有所降低。预扭转形成梯度结构的力学强化作用一定程度上抵消了位错湮灭效应的影响。研究表明,多轴加载方式可调控材料微观结构和变形机制,进而实现材料强度和韧性的协调提升。     

材料循环软化性能对安定极限载荷的影响

针对材料的循环软化性能对结构安定极限载荷的影响展开研究。以机械结构中常用的具有循环软化性能的Q235材料为研究对象,通过拉伸试验和循环加载试验进行相应的力学性能测试,进而以安定性分析研究中带中心圆孔方板这一典型结构为例,基于上述试验所测定的材料性能参数,对其受均布拉伸载荷循环作用情况下的安定极限载荷进行了有限元分析,并对方板进行了安定极限载荷的物理试验测试。结果显示,通过拉伸试验及循环加载试验所测得的Q235的屈服强度分别为293. 1和251. 3 MPa,采用以循环加载试验测定的屈服强度得到的方板的安定极限载荷,较采用拉伸试验的减小约14. 1%,且更接近试验测试结果。     

贝氏体区等温温度对含钒TRIP800钢组织性能的影响

采用CCT-AY-Ⅱ型钢板退火模拟实验机对一种含钒TRIP800钢进行连续退火,研究了贝氏体区等温温度对试验钢的组织和力学性能的影响。利用SEM、TEM和EDS等微观分析方法对试验钢进行了组织结构和成分表征,利用XRD法测量残留奥氏体量,通过拉伸试验机测试试验钢的单轴拉伸性能。结果表明,随贝氏体区等温温度升高,贝氏体和残留奥氏体含量增加,伸长率与屈服强度先上升后下降,抗拉强度先下降后上升;经410℃等温处理后,TRIP800钢抗拉强度达890 MPa,伸长率高达29.29%,强塑积达26068 MPa·%,综合力学性能优异;含钒TRIP钢的主要析出物为V(C,N),且主要在软相铁素体中析出。     

L80钢在CO2/H2S腐蚀环境中的力学特性

目的：研究L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性。方法利用微机控制慢应变速率拉伸试验机,对特定腐蚀条件下的L80钢试样进行拉伸实验,分析各因素对L80钢力学特性的影响变化规律。结果在CO2/H2S环境中,随着含水率的增加,L80钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率均下降,L80钢拉伸曲线出现劣化。随预拉应力的增大,L80钢的屈服强度变化不明显,而抗拉强度和延伸率降低,当预拉应力超过0.8σs时,L80钢的腐蚀速率显著增加,表现出较强的应力腐蚀敏感性;随着H2S分压的增加, L80钢的力学性能发生劣化,表现出氢脆敏感性,而受CO2分压的影响不明显;温度升高导致L80钢的拉伸曲线出现了轻度劣化,延伸率和屈服区宽度小幅降低,但抗拉强度变化不大。结论 L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性受温度、CO2分压影响程度小。含水率和预拉应力的增大降低了L80钢的力学韧性,预拉应力的存在使L80腐蚀速率加快,缩短了耐腐蚀寿命。L80钢的力学性能对于H2S分压较对CO2分压更为敏感,试样的断裂是机械拉力和应力腐蚀共同作用的结果。     

Ti含量对IF钢再结晶温度及力学性能的影响

通过硬度试验、拉伸试验、场发射扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察,研究了Ti含量对IF钢再结晶温度的影响,并研究了不同Ti含量IF钢冷轧后在不同退火温度下的性能变化。结果表明,随着Ti含量的降低,IF钢中纳米析出物尺寸减小、分布稀疏且体积分数降低,钉扎作用减弱,再结晶温度下降;低Ti含量IF钢经630 ℃退火保温10 h后,屈服强度为198 MPa,抗拉强度为312 MPa,伸长率为36.78%,应变硬化指数(n值)为0.25,塑性应变比(r值)为2.42,符合超深冲钢的性能要求。     

无Si含P连续退火TRIP钢力学性能研究

利用拉伸试验机和纳米力学探针对一种无Si含P连续退火TRIP钢的力学性能和铁素体微区力学性能进行了研究.宏观拉伸实验结果表明,无Si含P系TRIP钢拥有良好的力学性能,其屈服强度高达550-600 MPa,抗拉强度在740 MPa以上,断后延伸率均在25％以上.利用纳米力学探针对铁素体微区力学性能进行测试的结果表明,无...     

用于Q235低碳钢的数字图像相关法应变检测北大核心CSCD

为解决传统应变检测方法中存在的测量结果精度低、容易改变试样的力学性能、无法实现全场变形测量等问题,采用数字图像相关法对Q235低碳钢的力学性能进行研究,将拉伸试验结果与ABAQUS数值模拟结果进行对比分析,通过引入差值系数来研判各力学参数模拟结果的精度。结果表明:模拟所得应变分布数值与数字图像相关法所得结果吻合较好,且最大主应变值的吻合度最高;屈服强度和抗拉强度的差值系数均小于1.000%,且抗拉强度的差值系数最小,为0.011%;伸长率和断面收缩率的差值系数较大,其中伸长率的差值系数最大,为2.054%。对比结果表明:数字图像相关法应用于Q235低碳钢的变形及应变的测量是真实有效的,同时,该方法为其他材料的变形测量提供了借鉴。     

退火温度对440 MPa级高强度IF钢组织与性能的影响

通过对传统IF钢成分的优化设计,研制了440 MPa级高C-高Nb型高强度IF钢。采用细晶强化、析出强化与固溶强化相结合的方法,研究了高强度IF钢退火过程中的再结晶行为,同时研究了退火温度对该钢力学性能、显微组织以及对织构发展的影响。结果表明,采用高C-高Nb成分设计的高强度IF钢在热模拟退火条件下,再结晶完成温度比传统高强IF钢高约20 ℃;由于沉淀强化和细晶强化,高C-高Nb的IF钢抗拉强度比同条件下传统IF钢高约40 MPa。     

退火温度对高轧制延展率Al/IF钢多层复合材料力学性能的影响

采用叠轧焊接方法制备Al/IF钢多层复合材料,随后进行300~450 ℃退火处理,并对叠轧态和退火态的微观结构及力学性能进行分析。结果表明:叠轧态Al/IF钢多层复合材料的抗拉强度介于纯Al和IF钢之间,断裂总延伸率相对较低,退火后Al和IF钢层的硬变均高于其原材料;随着退火温度的增加,抗拉强度逐渐降低,断裂总延伸率呈先增加后减小的趋势,在350 ℃退火时,复合材料的综合力学性能最优。退火温度对Al/IF钢多层复合材料力学性能的影响主要体现在对Al层的影响上。     

配分时间对Q&P钢组织及性能的影响

在传统C-Mn-Si钢的基础上,采用在线热处理,并通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验等对一步淬火配分处理后试验钢的微观组织及力学性能进行了研究,且讨论了配分时间对材料组织性能的影响。结果表明:试验钢组织由板条马氏体和残留奥氏体组成,随着配分时间的增加,也有少量贝氏体生成,残留奥氏体含量先上升后下降,马氏体的板条组织逐渐模糊并软化;抗拉强度和屈服强度都逐渐降低,伸长率先升高后降低。配分30 s时综合性能最佳,抗拉强度为989 MPa,伸长率为23.5%,强塑积达到23.24 GPa·%。     

热疲劳对B/M复相H13钢组织及力学性能的影响

为提高其热疲劳性能,对H13钢进行了贝氏体-马氏体(B/M)复相热处理,使其得到了由回火索氏体和贝氏体组成的复相组织。利用OM、SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机等设备研究了热疲劳对B/M复相H13钢微观组织、碳化物及力学性能的影响。结果表明:较传统H13钢硬度随疲劳次数增加而迅速降低的现象,B/M复相H13钢的硬度随疲劳次数的增加呈先下降后上升再下降的趋势。拉伸试验表明,较传统H13钢,B/M复相H13钢的强塑性配合更加优异,且在热疲劳后,其断面收缩率反而有所增大。通过显微组织观察发现力学性能变化的主要原因是B/M复相H13钢在热疲劳过程中存在贝氏体板条合并及碳化物析出并长大粗化的行为。     

热采井用套管材料高温拉伸性能试验研究

研究某热采井用110H钢级套管材料在不同温度下的拉伸性能。试验温度选用相关标准推荐的180,240,290,325,350℃,另增加室温拉伸试验。试验结果表明:随着温度升高,该110H钢级热采井用套管材料的屈服强度、抗拉强度均呈下降趋势,且屈服强度对温度更加敏感,下降程度满足相关标准要求;弹性模量随着温度升高也呈下降趋势。对试验结果进行拟合,拟合可信度较高,可用于套管柱设计和选材时参考使用。     

热处理温度对轻质中锰钢组织和力学性能的影响

采用室温拉伸、SEM、EBSD、TEM等分析检测技术,对在760～950℃热处理的轻质中锰钢的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:经过不同温度热处理后,试验钢的显微组织均由铁素体和奥氏体两相组成。830℃保温10 min后水淬的试验钢可获得最佳力学性能,其抗拉强度为863 MPa,断后伸长率为47%,强塑积达到40 929 MPa·%。当热处理温度降低至760℃时,钢中奥氏体含量减少,使得奥氏体中固溶碳含量增加,导致试验钢抗拉强度增加,断后伸长率降低,且无机械孪晶形成;当温度升高至910～950℃时,奥氏体晶粒粗化,奥氏体体积分数增加,其抗拉强度和断后伸长率相应降低。试验钢在拉伸变形过程中,其强化机制以孪晶诱发塑性和微带诱发塑性为主。     

退火温度对ECAP变形高氮奥氏体不锈钢力学性能的影响

为研究等通道转角挤压(ECAP)+退火对高氮钢力学行为的影响,室温条件下对高氮钢进行1道次ECAP变形,之后分别在700、800、850、900 ℃下对不同N含量的试验钢进行退火处理,分析其力学性能变化规律。结果表明:高氮钢随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度整体上呈下降的趋势,塑性随退火温度的升高而上升;不同状态高氮钢的抗拉强度与均匀延伸率之间都呈现了传统的强塑性之间的矛盾关系,随N含量的增加,呈现强度和均匀延伸率同步提高的趋势;高氮钢ECAP+低温退火后的拉伸断口呈现沿晶断裂形貌,随N含量的升高,沿晶断裂倾向更加明显。     

微合金高碳盘条生产预应力镀锌钢丝研究

以SWRH82BCr和B82Mn QL盘条作为热镀锌的试验材料,利用拉伸试验机、反复弯曲试验机对其力学性能进行了测试,借助金相显微镜、扫描电镜分析了几种工艺下的横截面和轴向截面以及拉拔断口的组织形貌,测试了显微硬度。结果表明:在冶炼时加入Cr等合金元素可明显改变盘条在后续加工中的性能,SWRH82BCr拉拔后抗拉强度由原来的1250 MPa提高至1676 MPa,B82Mn QL拉拔钢丝抗拉强度由原来的1192 MPa提高至1670 MPa。采用新工艺和助镀配方,钢丝镀锌后SWRH82BCr抗拉强度下降幅度为1.5%,B82Mn QL抗拉强度下降幅度为1%,均低于传统的8%。稳定化后,SWRH82BCr镀锌钢丝的平均抗拉强度为1727 MPa,反复弯曲为5次,扭转次数为13次;B82Mn QL镀锌钢丝的平均抗拉强度为1710 MPa,反复弯曲为5次,扭转次数为21次。稳定化后,硬度较镀锌的明显提高且其分布均匀。通过优化工艺,可提高SWRH82BCr和B82Mn QL盘条的抗拉强度。     

HC340LA动态力学性能研究及在碰撞工况中的仿真应用

利用万能试验机、液压伺服高速拉伸试验机和霍普金森杆3种设备,开展了HC340LA低合金高强钢多个应变速率的拉伸试验,得到了不同应变速率下的应力-应变曲线,研究了其动态力学性能。对高速拉伸试验数据进行二次开发,采用SwiftHockett-Sherby本构模型进行拟合外推,建立了HC340LA低合金高强钢的材料模型,并进行了纵梁部件落锤试验过程的数值模拟,数值模拟结果与落锤试验结果基本一致,验证了所建立的材料模型的准确性。同时,对比分析了液压伺服高速拉伸试验机和霍普金森杆设备的高速拉伸试验结果。结果表明:液压伺服高速拉伸试验机测量得到的中低应变速率动态曲线与材料准静态曲线有更好的对应关系;霍普金森杆设备适合更高应变速率的试验,无法精准获取材料的真实变形,只能准确测得材料的抗拉强度。     

临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢微观组织和力学性能的影响

研究了临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢组织与力学性能的影响。通过热轧后直接淬火+临界区回火的工艺制备试验钢。采用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)的扫描功能、透射电镜(TEM)、拉伸试验及冲击试验等对轧后淬火态和回火态试验钢的显微组织及力学性能进行了表征。结果表明,试验钢热轧后淬火可获得较高位错密度的板条马氏体,经过临界区回火后获得在回火马氏体基体上分布残留奥氏体的复合组织。随着临界区回火温度的升高,试验钢的抗拉强度呈升高趋势,而屈服强度先下降后增加,伸长率的变化趋势与试验钢中的残留奥氏体含量相关,冲击性能随临界区回火温度的升高呈先升高后降低的趋势。630 ℃回火后试验钢的拉伸性能最佳,650 ℃回火后试验钢的冲击性能最佳,确定最佳临界区回火温度区间为630~650 ℃。