X80级管线钢落锤撕裂试验及其断口分析

通过对X80级管线钢进行落锤撕裂试验(DWTT),分析了试验温度对DWTT断口形貌的影响以及DWTT异常断口的形成原因.结果表明:异常断口出现的温度区间始终在85％剪切面积对应的温度附近,异常断口试样锤击侧厚度方向变形很大,断口有明显的分层现象.     

X80M高强韧性厚壁管线钢落锤撕裂试验试样异常断口形成原因及适用性分析

采用摆锤与落锤方式并配合高速摄像的方法,研究了X80M高强韧性厚壁管线钢落锤撕裂试验(DWTT)试样的断裂过程、吸收能量和断口形貌,并将DWTT试样断口与实物钢管爆破试验断口进行了对比。结果表明:对于X80M高强韧性厚壁管线钢,无论采取摆锤还是落锤锤击方式,在0℃时产生异常断口的几率相等;异常断口的形成原因是重锤的锤击作用使高强韧性厚壁管线钢产生了明显压缩塑性变形和形变硬化;异常断口不能真实表征材料性能,DWTT并不适用于高强韧性厚壁管线钢抗脆性断裂的能力评价。     

厚壁X70高钢级管线钢落锤撕裂试验断口分析

通过对厚壁X70管线钢的落锤撕裂试验(DWTT)，分析了X70管线钢DWTT典型断口和异常断口形貌及其评价方法，研究了不同板厚和温度对断口形貌的影响。结果表明，厚壁X70管线钢DWTT异常断口有4种类型。在APIRP 5L3中被视为无效试样的异常断口应作为有效试样在相应的评定区域内进行评定；材料的强度越高、板越厚及试验温度越低，越易产生异常断口。研究结果对X70管线钢的安全设计具有重要意义。     

铌钒系X70管线钢落锤撕裂试验断口分离的原因

为了分析铌钒系X70管线钢落锤撕裂试验(DWTT)断口分离的原因,通过光学显微镜观察分离裂纹尖端和断口附近未变形区组织形态,发现分离裂纹起源于带状组织薄弱界面;通过图像分析软件统计了不同断口分离严重程度试样的铁素体晶粒度和珠光体面积百分比,找出组织形态与分离严重程度的关系,认为中心偏析带状组织以及珠光体带状组织是导致断口分离的原因;通过控轧控冷(TMCP)工艺,特别是ACC水冷工艺的优化,使组织细化,带状组织消除,最终使DWTT断口的分离裂纹得以消除。     

Ti60合金近β锻造后微观断口形貌研究

采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了Ti60合金近β锻造后的显微组织和室温拉伸试样、热稳定试样的断口形貌并确定断裂方式。结果表明:Ti60合金采用近β锻造,获得三态组织;室温拉伸试样断口裂纹源起源于试样中心,断面凹凸不平,既有韧窝形貌又有解理断裂特征,为混合型断口;热稳定试样断口裂纹源位于试样边缘,断口表面平整,为典型的解理断裂特征;试样经热暴露后,强度变化不大,塑性明显降低。     

仪器化冲击试验结果在SA508 Gr.3-Cl.2钢的韧脆性评价中的应用

采用仪器化冲击试验方法对核电材料用钢SA508Gr.3-Cl.2进行夏比冲击试验,记录冲击过程的力-位移曲线。按GB/T 19748-2005提供的方法计算材料的裂纹形成能量和裂纹扩展能量。结果表明:低于-27℃时材料的裂纹形成能量高于裂纹扩展能量,高于-27℃时情况相反;20℃以上裂纹扩展能量基本保持不变,试样断口为全韧性断口,20~-60℃裂纹扩展能量逐步下降,试样断口由韧性断口向脆性断口转变,-60℃以下裂纹扩展能量进入下平台,试样断口转变为全脆性断口。该结果与采用传统评价方法(剪切断面率)所得到的结果具有良好的一致性。     

SS400热轧钢板拉伸试验分层断口的显微分析

对SS4 0 0热轧钢板拉伸试验出现的断口分层进行了分析。用扫描电镜分别对断口、断口磨面以及平行于拉伸方向、垂直于钢板表面的剖面进行了显微观察 ,发现分层现象与试样中超长的带状组织密切相关。用能谱仪对断口分层处和超长铁素体带上的夹杂物进行了成分分析 ,证实均为硫化物。试样拉伸时在铁素体带上密集分布的硫化物处产生大量微裂纹 ,同时超长铁素体带的变形又受到阻碍 ,导致该处在试样拉断之前裂纹已经贯通 ,最终在断口上形成分层。因此 ,拉伸试验断口出现分层的原因是试样中存在密集分布的硫化物和超长的带状组织     

往复挤镦对Mg-Sn-Al-Zn-Si合金组织性能的影响

将铸态Mg-5Sn-1.5Al-1Zn-0.8Si镁合金进行往复挤镦变形,采用OM、SEM和EDS等分析合金组织,重点研究了往复挤镦对该合金显微组织、力学性能及断口形貌的影响。结果表明:多道次往复挤镦可显著细化实验合金的显微组织,经过挤镦变形后,平均晶粒尺寸由铸态的50μm细化至3μm左右,组织中的第二相被破碎且呈现弥散分布。往复挤镦可大幅度提高实验合金的力学性能,其硬度、抗拉强度和延伸率分别比铸态试样提高了47%、155%和110%,挤镦变形合金的拉伸断口出现大量韧窝,断裂方式为典型的韧性断裂。     

X70高钢级大壁厚管线钢管落锤撕裂试验的影响因素

落锤撕裂试验(DWTT)是评定管线钢管延性断裂和脆性断裂的重要方法.针对某规格为φ765.2 min×31.8 mm的X70高钢级大壁厚管线钢管全壁厚和单面减薄(19 mm)试样DWTT结果存在较大差异的问题,从材料的不均匀性、韧脆转变温度、断口剪切面积评定方法、减薄试样加工方法和试验设备等方面分析了影响X70管线钢管...     

落锤撕裂试验的发展及其在评价材料韧断止裂性能中的应用

综述了按GB/T 8363与API RP 5L3等标准所执行的铁素体钢落锤撕裂试验(DWTT)技术的发展概况及其在评价高强度、高韧性金属材料动态断裂性能,特别是在韧断止裂性能中的应用,如高等级管线钢、压力容器用钢以及高止裂性能船板用钢等。具体而言,第一代DWTT试验机具有较高打击能量冲断试样暴露断裂面,仅用于评价设定温度断口剪切面积分数pSA指标;第二代试验机可实测试样的DWTT吸收能,是夏比冲击技术在大尺寸试样与实物性能评测中的重要拓展;第三代试验机具备仪器化测力分析功能,可结合弹塑性断裂力学原理开展动态断裂性能评价,特别是评估管线钢的临界裂纹尖端张开角度指标,即ψCTOA,c。     

SS400热扎钢板拉伸试验分层断口的显微分析

对SS400热轧钢板拉伸试验出现的断口分层进行了分析。用扫描电镜分别对断口、断口磨面以及平行于拉伸方向、垂直于钢板表面的剖面进行了显微观察，发现分层现象与试样中超长的带状组织密切相关。用能谱仪对断口分层处和超长铁素体带上的夹杂物进行了成分分析，证实均为硫化物。试样拉伸时在铁素体带上密集分布的硫化物处产生大量微裂纹，同时超长铁素体带的变形又受到阻碍，导致该处在试样拉断之前裂纹已经贯通，最终在断口上形成分层。因此，拉伸试验断口出现分层的原因是试样中存在密集分布的硫化物和超长的带状组织。     

金属断口分形的体视分析法

本文介绍了研究金属断口分形的一种新方法,称为体视断口分析法。利用扫描电镜摄制705铝合金不同工艺状态下的体视照片对,由照片对可显示断口立体形貌,并求得各状态的断口分形维数。     

非定向有机玻璃拉伸断口形貌与拉伸温度相关性分析EI北大核心CSCD

为探究非定向有机玻璃断口定量表征方法及其断口形貌参数与拉伸温度的相关性,以航空有机玻璃YB-2为研究对象,首先采用体视显微镜和三维激光扫描仪测量了不同拉伸温度下的断口雾状区尺寸和表面粗糙度均值Ra,其次通过扫描电镜-盒维数法测算了断口雾状区的分形维数均值D,最后通过两个假设推算了有机玻璃断裂形成雾状区时消耗的能量,并与断口雾状区的分形维数进行联系。结果得出:当拉伸速率一定时,拉伸温度由-55℃提升至60℃,断口雾状区的尺寸J3从1.257 mm升高至4.978 mm,Ra从0.517μm降低到0.330μm,D从1.357升高至1.579,拉伸温度分别与断口雾状区尺寸、表面粗糙度、分形维数的拟合曲线的拟合度因子均高于0.9,拟合程度较高。研究表明:有机玻璃拉伸断口的形貌参数与其断裂条件存在一定的相关性,雾状区形成时消耗的能量与其分形维数呈正相关关系,该研究结果可为有机玻璃断口定量分析奠定一定的基础。     

电子束快速成形TC4合金的组织与断裂性能

利用超景深显微镜和扫描电镜对电子束选区熔化快速成形的沉积态TC4试样组织与断口形貌进行观察和分析,研究不同几何成形和加载方向对断裂性能的影响。结果表明,断裂性能在垂直试样中受到柱状晶组织的影响,具有各向异性,在沉积方向上的断裂韧度为94.94MPa·m^1/2,大于电子束扫描方向的断裂韧度85.33MPa·m^1/2,而伸长率很小,仅为3%;α相形态对断裂性能有影响:水平试样片层状的α集束组织伸长率及断裂韧度优于垂直试样相互交错的针状α组织,最大值为14.5%和101.45MPa·m^1/2,而抗拉强度和屈服强度较小;电子束选区熔化制备的TC4试样断口由许多不同尺寸的韧窝和弯曲的撕裂棱组成,断裂方式以延性韧窝状沿晶断裂为主,水平试样的断口撕裂棱曲折程度、韧窝尺寸和深度大于垂直试样。     

ER70S-6焊丝钢拉拔断裂原因

采用化学成分分析、力学性能测试、金相检验、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法对ER70S-6焊丝钢拉拔断裂的原因进行分析。结果表明：ER70S-6焊丝钢在拉拔时断口呈“笔尖状”的主要原因是原料内部存在异常未变形的贝氏体组织，以及存在大尺寸非金属夹杂物；断口呈“劈裂状”的原因是表面存在磕伤缺陷。     

表面质量和缺口对Ti80合金弯曲性能的影响

利用数字图像相关方法研究了Ti80合金表面质量和缺口对其三点弯曲性能的影响，采用扫描电镜及电子背散射衍射方法对断口进行观察。结果表明：表面抛光试样的抗弯强度最大，表面打磨及缺口试样的抗弯强度略有降低，没有明显的缺口强化效应，断裂应变随着表面质量的下降及缺口尺寸的增加而迅速减小；应力集中系数越大，试样的变形区域越小，应变强化能力越弱；Ti80合金的断口呈韧窝形貌，存在大量的小角度晶界。     

重型H型钢拉伸性能异常原因

针对重型H型钢在纵向拉伸和Z向拉伸试验中塑性低和断口出现银白色斑点等异常现象，采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、断口分析以及去氢退火试验等方法，对造成上述异常现象的原因进行了分析。结果表明：试样断口表面上存在的银白色斑点是氢不断地向试样材料缺陷处(氢陷阱)聚集而形成的“白点”。去氢退火可以有效地使恢复材料的塑性。     

铍青铜棒材中裂纹产生的原因分析

铍青铜棒在交货复验中发现有裂纹.采用化学成分分析、金相检验和断口宏、微观检验等方法对其进行了分析,并采用验证试样与其进行了对比分析.结果表明:裂纹是热处理不当造成晶粒长大所致.     

石油钻杆材料G105在不同条件下的疲劳断裂

采用国产PQ-6型旋转弯曲疲劳试验机研究钻杆管体材料G105的弯曲疲劳性能以及H_2S腐蚀和缺口对试样弯曲疲劳性能的影响,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对光滑试样断口、缺口试样断口以及H_2S腐蚀后试样断口进行微观形貌分析。结果表明:在光滑试样的疲劳极限载荷作用下,经过H_2S腐蚀后的光滑试样的疲劳寿命和缺口试样的疲劳寿命相当,材料的疲劳寿命都从106降低至104;缺口试样在缺口的高应力集中效应下,加快疲劳裂纹形核过程。H_2S腐蚀对钻杆疲劳性能影响的主要作用在于氢原子在材料内缺陷处聚集引起材料疲劳性能降低,缺口和H_2S腐蚀都会加快疲劳裂纹的扩展。材料疲劳断裂主要是因为试样在交变应力的作用下上产生滑移最后致使位错塞积而导致的。     

关于钢材力学性能试验试样断口厚向开裂的若干问题

针对钢铁产品力学性能试验试样(包括拉伸、弯曲、静压、冲击、落锤撕裂和断裂韧度试验试样)断口厚向开裂现象中涉及的试样断口厚向开裂的原因、试样断口分离/分层开裂如何界定,是否认定为欠缺/缺陷,船板静压大断口试验的合理性以及钢材的合乎使用性等若干问题进行了讨论分析,提出了一些新的观点和建议。