非调质钢YG1401的冲击韧性和断口形貌探讨

通过采用示波冲击试验机对贝氏体非调质钢YG1401进行系列温度冲击试验,并采用体式显微镜和扫描电镜对断口宏观形貌及微观扩展形貌进行观察,结合示波冲击试验所测的裂纹起裂功及裂纹扩展功研究该材料从24～-80 ℃的冲击断口形貌变化规律。结果表明：该材料的DBTT为-12 ℃。试验材料在24～-10 ℃区间冲击时,材料代表高韧性的裂纹稳定扩展区面积最大。在-30 ℃冲击时,裂纹稳定扩展区面积急剧下降。随着冲击温度的进一步下降,裂纹稳定扩展区面积不断下降。24～-10 ℃区间内冲击断口形貌表现为由密集细小韧窝组成的粗大的撕裂棱和塑性变形量较大的二次解理组成的混合断裂形貌,随着温度的进一步降低,断口放射区形貌为细小撕裂棱和一次解理为主的混合断裂形貌。     

45CrMoV钢冲击断口形貌

采用扫描电子显微镜对45CrMoV钢不同回火温度下的冲击断口形貌进行观察,并结合冲击韧性变化规律对两者之间的关系进行研究。研究结果发现,在200℃~600℃回火时,纤维区和剪切唇面积所占比例较小,材料冲击韧性较低;在200℃~650℃回火时,冲击断口放射区呈解理断裂特征;在650℃回火时,纤维区和剪切唇面积增大,冲击韧性提高;700℃回火时,冲击断口纤维区、放射区和剪切唇区均为韧窝状,冲击韧性大幅度增加。     

双相区热处理对A508-3钢的冲击性能及断口形貌的影响

采用Charpy（V型缺口）试样对A508-3钢调质处理试样和双相区热处理试样在-196～20℃温度范围内进行示波冲击试验,用扫描电镜对冲击断口形貌进行观察,研究了冲击温度对两种热处理制度下该钢的冲击性能和断口形貌的影响。调质处理试样随着温度的降低,其冲击功和侧膨胀量急剧降低,断裂方式从韧脆混合断裂变为脆性断裂,断口形貌中纤维区和剪切唇面积不断减少,放射区面积相应增大;双相区热处理试样在-20～-100℃冲击时,其冲击功和侧膨胀量改变甚小,断裂方式为全韧性断裂,断口形貌全部为剪切唇和纤维区组成,随着温度的继续降低,冲击功和侧膨胀量开始急剧下降,断裂方式变为韧脆混合断裂,断口形貌出现放射区,放射区微观特征为准解理。与调质处理相比,该钢经双相区热处理后冲击性能大大提高,韧脆转变温度急剧降低。     

X90管线钢的低温冲击韧性和断口形貌分析

采用系列温度冲击试验法测定了X90管线钢在-100~0℃的冲击吸收能量和剪切断面率,用扫描电镜观察了不同温度下试验钢的冲击断口形貌。结果表明,该管线钢具有良好的低温冲击韧性,-80℃时的冲击吸收能量可达219 J,韧脆转变温度ETT50为-78.5℃、FATT50为-83.5℃;冲击断口形貌在0、-20℃下以大而深的等轴状韧窝为主,在-40、-60、-80℃下以抛物线韧窝为主,且韧窝尺寸和深度开始减小,在-100℃以扇形解理花样为主。试验钢在-80~-40℃温度区间,冲击断口发生显著分离现象,导致冲击吸收能量与剪切断面率曲线斜率减小。     

GD钢组织及低温冲击韧性研究

分析了900℃淬火及200℃回火后GD钢的显微组织、硬度及低温冲击的断口形貌,研究结果表明:900℃淬火后GD钢组织由粗针状马氏体、残余奥氏体、碳化物组成,200℃回火时,马氏体中析出部分碳化物,回火组织由回火马氏体和碳化物组成。900℃淬火+200℃回火后的GD钢冲击时,随着温度的降低,其冲击功随之减小,随着GD钢所处的环境温度不断升高,断口宏观形貌中反映起裂区和裂纹纤维扩展区所占比例越来越大,微观形貌中存在解理面、撕裂棱和韧窝,其断裂机理为准解理断裂。     

低温下X70大变形管线钢的冲击韧性和断口特征

通过夏比V型缺口冲击试验研究X70大变形管线钢20℃至-100℃的低温韧性,采用扫描电镜观察断口形貌并分析其断裂特征,讨论冲击温度、断口分离、分层裂缝等对管材低温韧性的影响,以及断口分离的影响因素。结果表明:随着冲击温度降低,纵向管材的冲击吸收能量没有明显减小,横向管材的冲击吸收能量以9%降速逐渐减小,-100℃时管材并没有发生脆性转变;随着温度降低而形成管材断口分离并趋于严重;断口起裂区和纤维区的微观形貌较为相似,以韧窝断裂为主,而放射区的微观形貌差异较大,温度低于-40℃时,放射区呈韧窝、滑移分离、解理断裂交互出现的混合型断裂特征;断口分离的主要影响因素是冲击温度和试样缺口方向,-40℃为管材冲击吸收能量转变和断口分离现象产生的临界温度点。     

焊后热处理对12Cr1MoV钢焊缝组织和性能影响

采用D856-10焊条对12Cr1MoV钢进行焊接,通过金相观察、冲击试验和扫描电镜分析,研究了焊后直接空冷及焊后不同回火保温时间对12Cr1MoV钢焊缝显微组织、冲击韧性和断口形貌的影响。结果表明:焊后空冷条件下,焊缝主要为粗大的片状马氏体,脆性较高,缺口冲击韧性最低,为18 J,断面出现大面积的扩展区,且呈放射花样,断口韧窝较浅,表现为典型的解理断裂。焊后随着回火保温时间的延长,焊缝逐渐转变为细小的板条状回火马氏体及粒状回火索氏体,焊缝缺口冲击韧性明显改善,同时焊缝断面出现部分纤维区和剪切唇。当焊后热处理条件为750℃×6 h时,焊缝主要为分布均匀的粒状回火索氏体,韧性较高,为45 J,断面的断裂韧窝数量较多,表现为准解理断裂。     

不同伸长率多晶Be室温拉伸断口分析

通过扫描电镜系统分析了伸长率5%和零伸长率多晶Be室温拉伸断口形貌。发现多晶Be无论伸长率高低,拉伸断口均平整、无颈缩;断口宏观形貌分纤维区和放射区,微观形貌既有裂纹沿一定结晶学表面扩展形成的解理断裂特征,又有一定塑性变形产生的撕裂棱,属准解理断口。但是,伸长率5%的多晶Be断口纤维区和放射区界限不清晰,放射花样细小且走向多变,断口没有明显的主裂纹源,断裂是由多个裂纹源汇合所致。而零伸长率多晶Be断口纤维区和放射区界限清晰,放射花样粗大且走向单一,并且纤维区占整个断口比例极小,放射花样则几乎遍布断口通区,断口上可见明显的主裂纹源,主裂纹源中心往往存在某种组织缺陷,断裂主要是单一裂纹扩展所致。这表明多晶Be的伸长率主要来自于裂纹形核阶段,微观组织缺陷造成裂纹过早地达到临界裂纹扩展尺寸,是导致多晶Be材室温伸长率降低的主要原因。     

典型化工钛材TA2的低温冲击性能

研究了低温范围内(20~-190℃)TA2合金的冲击性能。结果发现,TA2合金在试验温度区间内的断裂为韧性断裂。在温度为-50~-100℃范围内,TA2的冲击功最低,但随着温度区间往两侧延伸,其冲击功呈现明显的升高趋势。在室温至-190℃区间范围内,TA2合金的断口组织中韧性断裂痕迹明显,有清晰的剪切唇,且断口面的断裂纤维非常粗糙并形成韧窝,为韧性断裂。     

热处理工艺对45CrMoV钢组织和冲击韧性的影响

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和冲击性能测试等方法,研究了正火冷却速度和回火温度对45Cr MOV钢的组织和冲击韧性及其断口形貌的影响规律。结果表明,由于组织中有先共析铁素体的存在,以及贝氏体板条较宽,因而45Cr MOV钢正火后的冲击韧性值较低。随正火冷却速度的升高,贝氏体中M-A岛由多边形及近球状逐渐变为片状、细长状及尖角状,但冲击值稍有增加;在600℃以下温度进行回火时,冲击韧性变化不大,当回火温度超过600℃,由于发生了再结晶,冲击韧性明显增加。冲击断口纤维区和剪切唇所占比例随回火温度的升高而逐渐增加,回火温度低于650℃的冲击断口放射区的微观形貌均呈现准解理断裂特征。