乏燃料运输罐体旋转凹槽开裂原因分析

某乏燃料运输容器壳体的旋转凹槽在制造过程中发生开裂,为了确定失效原因,防止此类失效事件再次发生,实验对该旋转凹槽的化学成分、力学性能、金相组织和断口形貌进行了分析,确定了断裂原因。结果表明,旋转凹槽的失效模式为氢致延迟开裂,材料中H含量偏高和材料脆化是导致旋转凹槽发生氢致开裂的主要原因。     

轧后穿水对20CrMnTiH组织和硬度影响的热模拟试验

 降低热轧棒材的硬度有利于下游用户的加工。试验利用热模拟试验机研究终轧温度、轧后穿水以及冷床冷速对小规格20CrMnTiH钢棒材的组织比例和硬度的影响。在轧后不穿水的情况下,终轧温度越低或者冷速越慢,轧材的铁素体体积分数越高,贝氏体体积分数越低,轧材的硬度也越低。轧后穿水能明显提高轧材的铁素体比例,降低贝氏体比例,从而大幅降低轧材的硬度。穿水轧材硬度小于217HBW,满足退火或高温回火材的硬度要求。     

0Cr17Ni4Cu4Nb传感器断裂原因分析

某力学传感器在出厂检验流程中发生断裂失效,为了确定失效原因,防止此类失效事件再次发生,实验对该传感器的力学性能、金相组织和断口形貌进行了分析,确定了断裂原因。结果表明,传感器的失效模式为氢致延迟开裂,材料中氢含量偏高和开裂位置机加工质量较差是导致传感器发生氢致开裂的主要原因。结合失效原因,提出了改进措施。     

开轧温度对铌微合金化热成型钢氢致延迟开裂性能的影响

通过动态充氢恒载荷、氢渗透等实验研究轧制工艺对铌合金化热成型钢的氢致延迟开裂性能的影响.随着开轧温度从1000℃降低到950℃,热成型钢的氢扩散系数降低,氢致延迟开裂性能提高,耐腐蚀性能下降.透射电镜观察发现开轧温度为1000℃时MX型析出相尺寸为30 nm;开轧温度为950℃时热成型钢的MX型析出相尺寸为5 nm左右,可以观察到直径为50 nm Cr₂C₃析出相.作为氢陷阱的纳米析出相是提高实验钢氢致延迟开裂性能的主要因素.析出相不同的原因是开轧温度为1000℃时MX型析出相发生熟化现象,进一步抑制Cr₂C₃的析出.      

直接切削用钒钛复合非调质钢的生产实践

探讨了直接切削用钒钛复合非调质钢的生产及质量情况,通过对冶炼、连铸和控轧控冷轧制过程中的工艺参数进行调控优化,获取的非调质钢显微组织为铁素体和珠光体,其抗拉强度817-845 MPa,屈服强度535-581 MPa,冲击功48-60 J,布氏硬度约250 HBW,综合性能优异,产品质量稳定.     

12Cr1MoVG厚壁钢管高温正火+回火的组织和性能

通过显微组织观察和室温拉伸试验、室温冲击试验、硬度试验和高温持久性能试验，研究了Φ457 mm×70 mm12Cr1MoVG（/%：0.13C,0.21Si,0.56Mn,1.07Cr,0.31Mo,0.20V,0.008P,0.004S,0.02Ni,0.004Cu,0.012 4Al）钢管在1 000℃正火后采用水雾加速冷却和740℃回火的组织和性能。结果表明：显微组织为铁素体+贝氏体，贝氏体量约占65%，晶粒度7～5级；屈服强度为416 MPa，抗拉强度为575 MPa，室温冲击功为206～244 J，布氏硬度187HBW;575℃×105 h持久强度为86 MPa;575℃/100 MPa持久51 480 h未断；575℃/120 MPa持久27 198 h断裂，试样开裂起源于晶界蠕变孔洞，周边贝氏体基体没有发现严重的球化等现象，组织稳定性优异。     

海洋石油平台用SM490YB热轧H型钢试制

根据日本标准JIS G 3106—2020《焊接结构用轧制钢材》对海洋石油平台用SM490YB热轧型钢的技术标准要求,结合钢厂生产线的工况特点,对SM490YB热轧H型钢的化学成分、加热及轧制工艺进行合理设计。采用Nb-V微合金化的试验钢屈服强度为412～420 MPa,抗拉强度为531～545 MPa,断后伸长率26%～29%,-20℃纵向冲击吸收功大于200 J,横向冲击吸收功大于110 J;试验钢室温显微组织为细小的铁素体+珠光体,铁素体晶粒度级别为8.5级。试验结果表明,采用Nb-V微合金化的H型钢具有良好的综合力学性能,试验钢的综合力学性能满足海洋石油平台用钢高强度、高韧性、耐低温、易焊接的要求。     

夹杂物和组织对20R钢低温冲击韧性的影响

在实验室用200kg真空感应炉和500mm轧机研究了成分(%)为0.15C、0.008P、0.008S、0.06Mo和0.18C、0.009P、0.004S、0.01Mo两种20R钢纯净度和轧制工艺对低温冲击性能的影响。结果表明,降低钢中S含量和夹杂物可明显改善钢的低温冲击韧性:钢在1180℃加热、1020℃开轧和800℃终轧的情况下,0.008%S钢热轧空冷态和热轧+880℃正火态的-40℃纵、横向冲击功分别为14.7 J、10 J和13 J、9 J,钢中夹杂物为A类1.5级,B类1.5级;0.004%S钢热轧空冷后-40℃纵、横向冲击功分别为180 J、98 J,钢中夹杂物为D类0.5级;0.004%S钢经热轧后控冷(水冷),带状组织改善,-40℃纵向和横向冲击功分别增至210 J和146 J。     

退火温度对铁素体不锈钢Y0Cr17SiS组织和性能的影响

热轧状态下的铁素体不锈钢Y0Cr17SiS综合性能较差,不能满足加工使用要求,需进行退火处理,研究了退火温度750 ℃、800℃、850℃、900℃对Y0Cr17SiS钢Φ11 mm热轧材的组织和性能的影响。结果表明,经900℃2 h空冷退火,Y0Cr17SiS钢组织均匀、无析出物产生,抗拉强度为510 MPa,断后延伸率为36%,断面收缩率为65%,HBW硬度值为171。在不锈钢Y0Cr17SiS 35℃的5% NaCl水溶液的雾腐蚀测试能保持24 h不生锈。     

管线钢在含氢气的煤制天然气中服役安全性评估

煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0.72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和20#钢在不同氢含量下的氢损伤和氢致延迟开裂,并对其在煤制天然气中服役安全性进行评估.在总压12MPa(10 MPa N₂+2 MPa H₂)的高压釜中放置一个月,两种钢的金相试样均不出现氢损伤,U弯试样不开裂,加屈服强度σ_s的恒载荷试样不发生断裂.在含0.72 MPa的煤制天然气中长期服役时,进入两种钢的氢含量均远低于σ_s下发生氢致延迟开裂的门槛氢含量和出现氢损伤的门槛氢含量,因而X-70钢和20#钢在煤制天然气中长期服役均具有高的氢损伤和氢致开裂安全系数.      

淬火温度对不同铬含量的低碳马氏体不锈钢组织和性能的影响

摘要：为研究淬火温度对不同铬含量的马氏体不锈钢组织和性能的影响,采用高温共聚焦显微镜(CLSM)、光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸机、显微硬度计等方法对材料组织和性能进行了测试及表征。随着淬火温度的升高,不锈钢淬火后的晶粒尺寸都变大,计算确定了13%Cr和14%Cr不锈钢的晶界迁移能分别为113.62和125.92J/mol。13%Cr不锈钢经过淬火后显微组织为板条马氏体,回火后的组织为回火马氏体。但是,14%Cr不锈钢在1200℃淬火后生成了板条马氏体和少量的高温铁素体,并且在回火后高温铁素体并未消失,会对后续性能产生影响。淬火温度对不锈钢的强度影响不大。不锈钢中的铬质量分数从13%增加至14%,马氏体不锈钢强度增加,但伸长率有所降低。马氏体不锈钢的硬度随淬火温度的升高而下降,这主要与晶粒尺寸有关。     

Evaluation of Microstructure and Mechanical Properties of Laser Beam Welded AISI 409M Grade Ferritic Stainless Steel

 The microstructure analysis and mechanical properties evaluation of laser beam welded AISI 409M ferritic stainless steel joints are investigated. Single pass autogeneous welds free of volumetric defects were produced at a welding speed of 3000 mm/min. The joints were subjected to optical microscope, scanning electron fractographe, microhardness, transverse and longitudinal tensile, bend and charpy impact toughness testing. The coarse ferrite grains in the base metal were changed into dendritic grains as a result of rapid solidification of laser beam welds. Tensile testing indicates overmatching of the weld metal is relative to the base metal. The joints also exhibited acceptable impact toughness and bend strength properties.     

热基镀锌双相钢的组织性能与表面质量

 为了解决汽车用热轧和酸洗双相钢存在的耐蚀性不足问题,开发了一种热基镀锌铁素体贝氏体双相钢。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了工艺参数对铁素体贝氏体双相钢组织性能的影响,并评价了最优退火工艺下双相钢的表面质量。结果表明,热轧钢板的显微组织主要由铁素体和贝氏体组成,贝氏体体积分数为13.3%。当在620~700 ℃之间均热时,贝氏体分解形成渗碳体,随均热温度由620升高至700 ℃,贝氏体体积分数由10.1%下降至6.6%;均热温度在740 ℃及以上时,渗碳体消失,随均热温度由740 ℃升高至820 ℃,贝氏体体积分数由17.2%下降至10.7%。在冷却及镀锌过程中,试验钢中析出纳米级NbC或(Nb,Ti)C复合粒子。随均热温度升高,试验钢屈服和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率和扩孔率先降低后升高。均热温度对力学性能和扩孔率的影响,主要是基于对渗碳体形成、贝氏体体积分数及组织硬度差的影响。在780 ℃均热时,可获得屈服强度520 MPa、抗拉强度606 MPa、断后伸长率22%的优异力学性能。此外,试验钢的局部成形性能同样优异,扩孔率达到107%,180°横纵向折弯的最小相对弯曲半径为0。采用预氧化和炉内加湿相结合工艺,提高了钢板可镀性。进行热轧小凸度、酸洗及镀锌光整大轧制力控制,有助于获得较高镀层厚度均匀性。     

轻质高锰钢的组织及力学性能

摘要：高锰钢作为耐磨材料,被广泛应用于高载荷或冲击磨损的工况下。轻量化是钢铁材料发展的趋势之一,也是满足工业节能降耗需求的重要途径。为了明确轻质化元素铝对此类钢种的影响,以高锰钢ZGMn18Cr2为基础,通过控制铝含量,得到成分不同的轻质高锰钢。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及电子探针（EPMA）等手段对其微观组织进行表征,并采用硬度测试、室温冲击和拉伸实验测试了其力学性能。结果表明,随着铝的质量分数在0~11%范围内不断增大,高锰钢的密度得到明显降低,铁素体相逐渐稳定,晶粒得到细化。同时,材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率和室温断裂冲击功先升高后下降;硬度则先下降后升高。这些性能的改变与铝含量的变化、第二相铁素体的出现以及含铝碳化物的数量有重要关系。     

Effects of Different Substrates on Microstructures and Mechanical Properties of a Bulk Nanocrystalline Structure Pure Iron Prepared by Aluminothermic Reaction Casting

A simple method was developed to produce the nanocrystalline pure iron by aluminothermic reaction casting.The microstructure of the iron was investigated by optical microscope(OM),transmission electron microscope(TEM),electron probe micro-analyzer(EPMA),scanning electron microscope(SEM)and X-ray diffraction(XRD).The mechanical performances of nanocrystalline pure iron were tested.It is found that the pure iron consists of nanocrystalline ferrite.For different substrates of copper and glass,the average grain size of the ferrite was 38 and 35 nm,respectively,which is larger on copper substrate than that on glass.The hardness,compressive strength,tensile strength,and total elongation are 167 and 137HB,400 and 500MPa,243 and 185MPa,16%and10% on copper substrate and glass substrate,respectively.The hardness,tensile strength and total elongation are all larger on copper substrate than those on glass substrate,while the compressive strength is lower.The large supercooling in the product solidification provides the condition for high nucleation rate and thus leads to nano-grained austenite and final nano-grained ferrite transformed from those small austenite grains.     

非调质钢SG45与45号钢的性能对比

SG45钢是在45号钢基础上开发的1种新型的非调质钢,通过对成品棒材进行取样,分析了SG45的化学成分,在光学显微镜及扫描电镜下研究了不同状态下酸浸后的金相样品,研究了钢材组织及夹杂物的分布情况,并对试样进行了拉伸、冲击试验以分析其不同状态下的力学性能。比较了不同状态下SG45钢和45号钢的组织及力学性能,SG45钢作为1种替代性非调质钢,其抗拉强度为472MPa、硬度为230HBW、冲击值为45J、伸长率为36.5%。     

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The stainless steel/iron chips core cladding bar was hot-rolled by using recycling iron scrap. The interface of the metals and the influence of rolling pass, rolling temperature, graphite additive on properties of stainless steel/iron chips core cladding bar were analyzed by optical microscope, SEM, EDS and micro hardness tester. The experimental results show that element diffusion occurs at the interface after six passes rolling and the width of diffusion zone is about 70-80??m. The Fe of carbon steel diffuses into stainless steel and the Cr, Ni, Mn of stainless steel diffuse into carbon steel which makes micro hardness of carbon steel near the interface increase obviously. The bonding strength between stainless steel and iron chips core increases with increasing of rolling passes and it is 355MPa after six passes rolling. The tensile strength and elongation of the cladding bar increase with increasing of rolling temperature and they are 470MPa and 32% at 1150??, 500MPa and 35% at 1250??. The composition of iron chips core is improved by adding graphite powder. With the increasing of the graphite in iron chips, the tensile strength of cladding bar increase, but decrease for elongation. White reticular secondary cementite is appearing when the graphite is 1. 0% and the tensile strength is up to 736. 5MPa, the elongation decrease to 16%. The tensile fracture shows brittle fracture morphology.     

热处理对316L/Q235复合板组织与力学性能的影响

 对热轧不锈钢复合板热处理前后状态进行了对比研究,利用扫描电镜对显微组织进行了观察和成分分析,利用维氏硬度计测量了试样硬度,通过剪切、拉伸试验对试样的力学性能进行了研究。结果表明,真空热轧复合板能实现良好复合,碳钢侧为铁素体和珠光体组织;不锈钢侧为奥氏体组织。热处理后试样界面结合性能提高,试样剪切强度、屈服强度和抗拉强度都相应提高。高温阶段快速冷却＋低温阶段缓慢冷却的热处理制度适用于316L/Q235不锈钢复合板热处理。     

Effects of Welding Procedure on Corrosion Resistance and Hydrogen Embrittlement of Supermartensitic Stainless Steel Deposits

The effects of shielding gas and post weld heat treatment on the pitting resistance, stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement of supermartensitic stainless steel deposits were studied. Two all-weld-metal test coupons were prepared using a metal-cored wire under Ar+5% He and Ar+18%CO₂ gas shielding mixtures. Solubilizing and solubilizing plus double tempering heat treatments were done with the objective of achieving different microstructural results. The samples welded under Ar+5% He showed higher pitting corrosion resistance, for all post weld heat treatments, than those welded under Ar+18%CO₂. The different post weld heat treatments generated higher susceptibility to this corrosion mechanism. None of the samples presented signs of stress corrosion cracking, but in those subjected to the heat treatment, grain boundary selective attack was observed, on the surfaces of all the samples studied. The samples with highest hardness were more susceptible to hydrogen damage, thereby leading to reduced tensile strength on this condition.     

防护型车用超高强钢的焊接性及焊接工艺

常规工艺大都采用奥氏体、铁素体不锈钢焊丝焊接来避免出现焊接裂纹等缺陷,然而采用这类焊丝焊接的接头抗拉强度和硬度会大幅降低,使得车辆的防护性能也随之降低甚至失效。为了使超高强钢焊接接头的强度和硬度达到较高的使用要求,针对超高强钢(抗拉强度1 500MPa以上)的焊接性及焊接工艺进行了研究。通过理论分析,选取了与母材组织匹配的超低碳马氏体不锈钢焊材,制定了与之匹配的工艺方法及参数,使得焊接后接头与母材组织均为马氏体组织,且有效消除了焊接裂纹等缺陷,从而实现了焊接接头抗拉强度达到母材抗拉强度的70%以上,硬度与母材硬度相当的目标。在试验过程中,采用最经济的MAG焊焊接方法和较容易控制的预热温度,较为经济地满足了工业化生产应用。