Effect of Residual Stress on Fatigue Failure of Carbonitrided Low-Carbon Steel

The effect of residual stress on fatigue behavior and mechanisms of carbonitrided AISI 1015 steel under uniaxial cyclic loading has been experimentally studied. By progressive removal of thin surface layers using an electropolishing technique and subsequent residual stress measurements using an x-ray diffraction technique, the compressive residual stress at the surface was approximately 900 MPa. The stress decreased toward the center, and became stable tensile residual stress of approximately 20 MPa. The fatigue resistance of carbonitrided AISI 1015 steel was higher than that of AISI 1015 steel due to the presence of compressive residual stress in case layer. The fatigue limit of AISI 1015 steels with and without carbonitriding was 340 and 300 MPa, respectively. Subsurface cracks initiated at the case-core interface, i.e. approximately 400 μm from the surface. With increasing number of stress cycles, the subsurface cracks coalesced and propagated intergranularly through the case layer. After some incubation cycles, the subsurface cracks reached the surface of specimen, and became a main crack. During this stage, the stress increased, and caused the formation of voids in core material. Consequently, the crack propagated through the core material, interacted with voids, and caused complete fracture.     

热轧双相钢组织细化工艺的研究

在实验室通过热轧实验,研究了热轧双相钢在奥氏体再结晶区和未再结晶区变形和卷取温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响。通过研究可以发现,变形对组织细化有一定的作用,但是卷取温度和化学成分对组织细化、马氏体体积分数以及力学性能也有比较大的影响。在实验室条件下,通过合理控制变形工艺参数,可以使热轧双相钢的屈服强度达到450 MPa、抗拉强度在750 MPa以上,并且伸长率在21%左右。     

热轧双相钢组织细化工艺的研究

在实验室通过热轧实验,研究了热轧双相钢在奥氏体再结晶区和未再结晶区变形和卷取温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响.通过研究可以发现,变形对组织细化有一定的作用,但是卷取温度和化学成分对组织细化、马氏体体积分数以及力学性能也有比较大的影响.在实验室条件下,通过合理控制变形工艺参数,可以使热轧双相钢的屈服强度达到450MPa、抗拉强度在750MPa以上,并且伸长率在21%左右.     

热轧780MPa级超高强大梁钢的热变形行为研究

针对我国载重汽车用大梁钢屈服强度低,影响汽车轻量化设计问题,利用MMS-300热力模拟试验机对780MPa级大梁钢进行了单道次压缩实验.结果表明,铌和钛的高温析出物对位错和晶界的钉扎作用和固溶铌的溶质拖曳作用是引起实验钢奥氏体难以发生动态回复和动态再结晶的主要原因,实验钢的动态再结晶激活能达到446.92kJ/mol.通过数据回归建立了实验钢的变形抗力数学模型,该模型具有良好的精度,为超高强大梁钢的稳定化工业生产提供了理论依据.     

氮致304不锈钢热轧龟裂的电子光学研究

使用扫描电镜和电子探针能谱仪分析了304不锈钢热轧龟裂样品,给出了开裂的显微特征,并认为由于氮含量较高,板坯在热轧时柱状晶晶界析出氮气泡,从而导致板坯沿晶开裂。     

铬钼系耐磨铸钢淬火开裂倾向的研究

分析了中、高碳铬钼系耐磨铸钢在淬火过程中的裂纹形成倾向，讨论了试样壁厚和淬火温度对试样形成裂纹的影响。指出，中碳系材料采用０．６％聚乙稀醇溶液在９２０℃淬火不会形成裂纹，而高碳系材料开裂倾向很大。最后，分别提出了两种材料的合理热处理工艺。     

树脂砂生产20Mn5V铸钢件裂纹分析

对20Mn5V铸钢件产生热裂纹的现象进行分析，采用电子探针对铸件内外的成分进行了检测，发现S、Mn元素是引起该类铸件热裂纹的主要问题，提出了消除该类裂纹的措施。     

20g钢在单乙醇胺富液中应力腐蚀敏感性研究

通过慢拉伸应力腐蚀试验,研究了20g钢在单乙醇胺富液中的应力腐蚀行为,结果表明,20g在单乙醇胺富液中,对应力腐蚀敏感性不大,高温时敏感性指数比常温时高。     

热强碱介质中耐磨高锰钢冲击韧度的研究

采用浸泡腐蚀试验和腐蚀前后的冲击试验并借助于扫描电镜观察,研究了热强碱介质中高锰钢的腐蚀速率和冲击韧度.结果表明,高锰钢的平均腐蚀速率显著高于中碳铬合金钢,腐蚀过程中高锰钢有较严重的碱脆开裂现象.随着热强碱腐蚀时间的延长,高锰钢的冲击韧度明显降低,碱脆开裂是造成高锰钢冲击韧度下降的主要原因.在伴有冲击的热强碱腐蚀磨损工况,高锰钢有过早失效的危险.     

高铬铸铁和中碳钢复合界面结合情况分析

通过液固结合的方式制备高铬铸铁和中碳钢双金属复合材料。对高铬铸铁和中碳钢采用不同的体积比进行实验,就得到的试样进行了界面结合组织的分析和讨论,揭示了金属复合的原理。同时通过界面显微硬度的测试,说明了采用复合工艺可以达到发挥两种材料共同性能的目的。     

Analytical electron microscopy of a selective oxide scale formed on 20% Cr-25% Ni-Nb stainless steel

A selective oxidation process has been developed to protect a 20%Cr/25%Ni/Nb stainless steel during exposure to carbon dioxide based environments at 700°C. The composition and microstructure of transverse sections of the 0.6 m thick selective oxide scale produced has been examined by analytical electron microscopy. This has highlighted the role of easy diffusion paths in the steel in enabling chromium movement to form the outer Cr₂O₃ layer and the mechanism by which the inner amorphous silica layer grows. The implications of the physical and chemical characteristics of the selective oxide scale upon the degree of protection it affords are discussed.     

热轧钢／铝复合板结合强度及界面的研究

采用弯曲实验、金相和扫描电子显微镜,研究了轧制预热温度、变形量和轧后退火制度对热轧钢/铝复合板的结合强度和界面的影响。结果表明:预热温度低于400℃时,弯曲次数随预热温度的升高而增加,之后又逐渐减少,预热温度在400℃时的结合界面好且结合强度最大;轧制压下量越大,弯曲次数越大,结合界面和结合强度越好,当压下量为20%～30%时,弯曲次数随压下量的增加比较缓慢,当压下量>30%时,弯曲次数随压下量的增加而快速增加;经600℃×1h退火时,热轧钢/铝复合板的弯曲次数可达11次,结合界面更好,强度更高。     

水轮机用不锈钢的电化学腐蚀性能研究

对含沙水域水轮机用 1Cr18Ni9Ti和 0Cr13Ni5Mo材料静态失重率、含沙自然水中电化学腐蚀性能进行了测试 ,研究了不同冲蚀速度、不同浆料含沙量条件下试验材料的腐蚀性能 ,结果表明 :含沙自然水或其它酸性介质中 ,该材料的腐蚀不容忽视 ;随着冲蚀速度和浆料含沙量的增加 ,试验材料的腐蚀失重率都增加 ,且因磨损与腐蚀的促进作用的不同而不同     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条,应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性,分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响,测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明:采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性;预热温度增加,抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材,对试验温度不敏感,断口为韧性断口;焊接接头拉伸试样断裂于焊缝,强度远低于母材。     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条，应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性，分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响，测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明：采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性；预热温度增加，抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材，对试验温度不敏感，断口为韧性断口；焊接接头拉伸试样断裂于焊缝，强度远低于母材。     

聚硅氧烷水基乳液处理的A3钢的耐蚀性研究

研究一种以市售聚硅氧烷乳液为基料,辅以催化剂金属盐和水溶性缓蚀剂制备出可对预处理过的A3钢试样进行憎水处理的水基有机硅憎水剂.考察了浸渍时间、不同热处理温度及热处理时间等处理条件对憎水膜层憎水性的影响并优化了工艺.实验表明,用所述憎水剂处理的金属磷化试样和植酸处理试样的憎水角分别为130°和100°左右,较大幅度提高了零件的耐腐蚀性,为水基憎水剂取代溶剂基憎水剂的研究奠定了实验基础.     

新型铸造热锻模具钢强韧性本质的探讨

采用微观分析方法探讨了新型铸造热锻模具钢（CHD钢）的强韧化机理,研究表明,CHD钢具有较高的强韧性和高温稳定性,其组织为具有高密度位错的板条马氏体和贝氏体的复合组织,板条界连续分布着许多薄膜状残留氏体,CHD钢在回火过程中弥散析出细小的碳化物V3C4,Mo2C,这些亚结构的配合是CHD钢具有高强韧性的本质。     

大型复杂不锈钢叶轮熔模-砂型复合铸造工艺

研究了大型复杂不锈钢叶轮熔模-砂型复合铸造工艺。借助设计的工装,利用熔模铸造涂制出复杂叶片部分的硅酸乙酯-水玻璃复合型壳;利用砂型造型得到简单轮毂轮辐及熔模型壳部分的铸型;将熔模型壳与水玻璃砂型组合后得到了该叶轮的熔模-砂型复合铸型;通过熔炼、浇注、切割、清理、热处理得到了ZG1Cr18Ni9Ti叶轮铸件。结果表明：采用该复合工艺生产的叶轮铸件表面粗糙度达到Ra3.2-1.6、尺寸精度达到CT4-CT5、力学性能等都满足技术要求,且工艺稳定,生产成本低。     

多类型超细碳化物冷作模具钢DM9热处理工艺研究

应用相平衡热力学计算和根据碳化物随温度变化规律,研制的冷作模具钢DM9,因存在多类型碳化物(M6C,M3C,M23C6、M7C3和MC),在常规的锻轧加工和退火工艺条件下,碳化物颗粒具有超细化特征。该钢因不同类型碳化物晶体结构不同,溶解及析出长大的热力学和动力学差异,使淬火温度范围加宽,950℃淬火220℃回火或1100℃淬火560℃回火,硬度≥62HRC,并有较好的抗回火稳定性。     

4Cr13不锈钢活塞环化学镀镍磷的试验研究

在马氏体型不锈钢活塞环上化学沉积Ni-P合金，测试了镀层的结合力、耐磨性、抗氧化性等性能。结果表明：不锈钢活塞环镀层表面光滑、平整，外观质量好；经400℃保温后，其抗磨性、抗氧化性等性能都优于氮化活塞环。