动态应变时效处理中SA508-Ⅲ钢的组织演变

在不同应变速率和不同应变量下对SA508-III钢进行动态应变时效处理,探讨应变量和应变速率对SA508-III钢组织的影响规律。结果表明,SA508-III钢经动态应变时效处理后,显微硬度、位错密度以及析出相密度均明显提高,且随着应变量和应变速率的提高呈上升趋势。     

应变速率对预充氢DP780钢氢脆敏感性的影响

利用电化学预充氢和慢应变速率拉伸实验研究了不同应变速率(10^-4、10^-5和10^-6 s^-1)条件下DP780钢的氢脆敏感性。结果表明,随应变速率降低,材料的氢脆敏感性增强,但其变化幅度与初始预充氢状态有关。当预充氢电流密度较小时,充氢量少且钢中无初始氢致裂纹,随应变速率降低,更多氢原子可扩散至试样心部应力集中处,导致断口心部脆性区域宽度增加,氢脆敏感性增强。但当预充氢电流密度较大(≥30 mA/cm²)且充氢量大于8.5 mg/L时,钢中产生的初始氢致裂纹会影响氢原子向心部扩散与聚集,同时其本身可捕获H原子产生氢脆,使材料氢脆敏感性随应变速率增加幅度减小。     

载荷速率对充氢SA508-3钢断裂韧性的影响

采用高温高压气相热充氢方法将氢充入SA508-3钢,采用J积分方法比较不同载荷速率下未充氢与充氢钢的断裂韧性,考察氢对SA508-3钢断裂韧性的影响。结果表明,在相同载荷速率下,与未充氢SA508-3钢相比,充氢钢断裂韧性明显降低,充氢断口均为韧性和脆性混合断口形貌。随着载荷速率的降低,断裂韧性损失逐渐增加,准解理所占面积增加,脆性提高。在三向应力的作用下,氢与静水应力的交互作用能大于氢与可动位错的交互作用能,静水应力更易捕获到氢。SA508-3钢断裂韧性测试过程中,在三向应力的诱导下会促进氢富集在裂纹尖端碳化物和基体的界面处,从而降低了碳化物和基体的结合强度,致使阻碍裂纹扩展的能力减弱,因此钢充氢后断裂韧性降低。随着载荷速率的降低,三向应力作用在裂纹尖端的时间增加,氢富集在碳化物和基体界面浓度增加,氢压增强,加速裂纹扩展,钢的脆性提高,断裂韧性损失增加。     

预应变对DP600钢氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸实验(SSRT)及双电解池渗氢实验,结合断口形貌观察和分析,探索了预应变对DP600钢氢脆敏感性的影响规律及机理。结果表明:在本实验预应变量范围内,预应变量小于15%时,随着预应变量的增大,DP600钢试样的氢脆敏感性不断增大,当预应变量达到15%以后,其氢脆敏感性基本趋于稳定。预应变增大了钢中的位错密度,使氢的有效扩散系数降低,有效捕获的氢量增加,从而使钢试样的氢脆敏感性增大;但当预应变量进一步增加至15%以上时,位错的相互缠结减缓氢的扩散和聚集速度,从而使试样的氢脆敏感性增加趋于平缓。     

应变速率对含稀土TRIP/TWIP钢变形行为的影响

分析了含RE的TRIP/TWIP钢的变形行为。结果表明:在动态条件下,屈服强度随应变速率的增加呈缓慢上升的态势,但当应变速率达到1×10~3s~(-1)时,屈服强度显著增加;抗拉强度随应变速率的增加而下降,应变速率达到1×10~3s~(-1)时,抗拉强度增加;应变速率愈快,屈服强度与抗拉强度的差值愈小;伸长率则随应变速率的增加在低应变速率下变化不明显,当达到1×10~3s~(-1)时,下降较明显。在1×10~3s~(-1)下的应变速率,屈服强度和n值高于静态下的屈服强度和n值,这说明高速应变下的抗载能力和拉延性更强。     

加载速率对SA508-Ⅲ钢断裂韧性及断裂行为的影响

采用J积分方法研究了SA508-Ⅲ钢不同加载速率下的断裂韧性,探讨了不同加载速率钢的断裂行为。结果表明,SA508-Ⅲ钢的断裂韧性随加载速率的升高而增加。随加载速率升高,SA508-Ⅲ钢裂纹尖端区域达到临界应变率所需应力功增加,钢断裂前所吸收的能量增加,因此钢断裂韧性增加。同时,随加载速率升高,主裂纹沿碳化物与基体的界面启裂和扩展时间减少,位错密度增加,引起裂纹尖端应力应变集中,增加了钢的变形抗力,因此钢的断裂韧性增加。     

热冲压钢B1500HS在不同应变速率下的氢脆现象研究

通过电化学充氢和不同应变速率拉伸试验,研究应变速率对热冲压钢B1500HS氢脆敏感性的影响。通过微观断口形貌观测,分析不同应变速率下充氢热冲压钢断裂形式的差异,并进一步对其机理进行探究。结果表明,随着应变速率的降低,热冲压钢的强度和塑性损失量逐渐增加,说明慢应变速率下氢脆现象更加明显;慢应变速率下热冲压钢拉伸断口呈准解理状,而快应变速率下则呈现小韧窝状,其断裂形式呈现出由脆性断裂向韧性断裂的转变。分析其原因主要是在慢应变速率下,氢有足够的时间扩散至孔洞、夹杂等缺陷位置,从而促进裂纹的产生和扩展,导致其具有更高的氢脆敏感性。     

2000MPa级马氏体钢的氢脆敏感性

通过SEM、TEM、XRD、化学相分析等方法对比研究新型扭杆弹簧用40Si2Ni2CrMoV钢(代号N1)和现有45CrNiMoVA钢微观组织及其力学性能,并利用升温脱氢分析(TDS)及慢应变速率拉伸(SSRT)方法对比研究两种试验钢的氢脆敏感性。结果表明,N1钢经300℃回火和45CrNiMoVA钢经180℃回火抗拉强度都在2000 MPa以上;N1钢和45CrNiMoVA钢的氢扩散系数分别为1.34×10~(-7)cm~2/s和2.07×10~(-7)cm~2/s;N1钢中氢扩散系数低于45CrNiMoVA钢,且经相同条件电化学充氢后,N1钢中充入的氢含量低于45CrNiMoVA钢,是N1钢的氢脆敏感性明显低于45CrNiMoVA钢的原因。     

三种钢的氢脆敏感性探讨

1 前言 材料的氢脆敏感性与许多因素有关,这些因素对氢脆敏感性是否产生联合作用(如应力集中系数Kt和应变速率)等问题还研究得不多。Johnson等曾利用电解充氢的方法研究过高强钢试样氢脆与缺口脆性的加和作用问题,得出在充氢与不充氢情况下缺口处抗拉强度随缺口锐度(缺口处截面半径与缺口根部半径之比)而变化的规律基本一致,但对氢脆敏感性是如何受形变速率而变化的、随着缺口锐度的增大,氢脆敏感性会不会增大到一个极限值等问题尚未论及。     

阴极充氢对1000 MPa级高强钢氢脆敏感性的影响

在海水环境中,采用电化学试验、氢渗透试验和慢应变速率试验(SSRT)以及结合SEM断口观察,研究了阴极充氢对1000 MPa级高强钢氢脆敏感性的影响。结果表明:阴极充氢电位对高强钢的氢渗透行为影响明显,随着阴极充氢电位的负移,氢的扩散系数波动不大,但饱和渗氢电流和氢溶解度逐渐增加,在阴极充氢电位为-1.05 V时,氢的溶解度为3.35 mol/m~3,为最大值。随着阴极充氢电位的负移,断口形貌逐渐由韧性断裂向解理脆性断裂转变,且断口边缘逐渐出现明显的解理裂纹。在阴极充氢电位为-0.91 V时,高强钢的氢脆系数约为25%,为最适宜的阴极保护电位。