弯曲板中的包申格效应及制管工艺对管体屈服强度的影响

采用X65钢板在四点弯曲载条件下,模拟输油管制管过程中不同应变量下的应力－应变过程,研究包申格效应对输油管管体屈服强度的影响,发现随预压缩变形增大,包申格效应严重,但预压缩变形达－13500με时,包申格效应达到饱和。制管过程中的包申格效应及制管过程中引入的高弹复应力,使螺旋焊管及直缝焊管管体屈服强度明显低于板卷屈服强度。水压试验可提高管体微量屈服强度σt0.1,σt0.2等,但对API标准所规定的σt0.5作用不大,因而在设计和制造输油管时,所选板卷屈服强度必须留有足够余量。     

油气管道失效抗力指标与技术要求的探讨

从油气输送管的主要失效模式和失效抗力指标出发,讨论了采用以断裂力学为主的设计准则时对管道材料的性能要求,并对控制材料屈强比的意义和油气输送管的韧性要求进行了详细讨论.作者认为,采用不同设计准则时,对其性能要求应有所不同,在制定管道材料技术规范时,应以获得高的最佳性能指标组合值为依据.采用YBB设计准则时的最佳性能指标组合为K_IC/σ_y,采用LBB设计准则时的最佳性能指标组合为K_IC²/σ_y.文中给出了与塑性失稳对应的管道材料韧性要求.     

疲劳损伤钢件延寿机理及效果

在恒应变ε=±0.5%和ε=±0.8%控制下,对淬火和600℃回火的40Cr钢试样进行疲劳循环加载,求得存活率为90%时的寿命Nf,将另一组试样疲劳加载到少于Nf的不同周次,在保护介质下550℃加热2小时(称为修复退火)后,测残余疲劳寿命。当损伤主要是微观结构变化时,退火效果随损伤周次增加而提高。其原因是存在试样中的应变能在修复退火中作为附加的驱动力,促使微观组织向均匀和稳态转变,延缓了碳化物界面裂纹的形成。但当损伤促使微观裂纹形成时,退火不能使其愈合,修复效果降低,所以有一个最佳的修复退火时机。此时进行修复退火,使疲劳总寿命提高2倍。但对高周次疲劳损伤,进行修复退火不能愈合裂纹和延长寿命。对它进行中温热静等压(hotisostaticpressure,HIP)处理,可提高总寿命2.4倍。中温热静等压使试样表面硬度、残余压应力都增加,可减缓微裂纹的萌生和扩展。试样的电阻率变化能够检测微观结构疲劳损伤程度和修复效果。     

中间退火使疲劳损伤钢延寿的微观力学解释

在恒应变控制下测试调质合金钢试样 90 %存活率的疲劳寿命Nf,然后将其他试样分别疲劳损伤到 0 .1Nf、0 .2 5Nf、0 .5Nf、0 .8Nf周次后进行中间退火 ,再继续测试剩余疲劳寿命。结果表明中间退火可以延长疲劳寿命。微观检验表明 :调质钢是由弥散碳化物质点和铁素体组成的两相组织 ,碳化物是裂纹源。借助于静载荷下解理断裂的微观力学模型和公式 ,可以解释微观参数对在碳化物或碳化物与基体界面萌生微观裂纹和向基体延伸的影响 ,但必须考虑随着疲劳损伤而发生的微观参数的变化。用此微观力学模型和公式也可以解释中间退火延寿机理。中间退火消除了胞状结构 ,使杆状碳化物转变成球状碳化物 ,减少了应力集中、扩散了晶区的有害元素 ,恢复和提高了萌生裂纹的表面能 ,恢复了材料的有效门槛值ΔKth·eff,减慢了由微观裂纹向宏观短裂纹扩展速率 ,从而恢复或提高了材料的疲劳寿命     

W18Cr4V高速钢离子氮碳共渗层相结构与脆性研究

采用Ｘ射线衍射仪及光学显微镜分析了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢离子氮碳共渗层的相结构，采用连续加载压入法研究了共渗层脆性。研究结果表明：在渗氮气氛中引入ＣＨ４进行离子氮碳共渗时，碳的渗入可抑制渗层中γ′Ｆｅ４Ｎ相的形成；渗层中γ′Ｆｅ４Ｎ相的减少，降低了ε与γ′相混合时的脆性。另一方面ＣＨ４的引入增加了碳化物相，会使脆性增加，综合效果取决于Ｖ（Ｎ２）／Ｖ（Ｈ２）值及ＣＨ４加入量。选择比例适当的Ｎ２、Ｈ２、ＣＨ４气氛，可使共渗层脆性较单纯渗氮小；当Ｖ（Ｎ２）∶Ｖ（Ｈ２）为３∶１时，随ＣＨ４量的增加，渗层深度增加至一定峰值之后下降。     

微观组织性能测试技术在钢铁研究中的应用

扼要介绍了微观显微裂口生成抗力Ｒ＿（ＭＣ）和电镜疲劳试验装置等测试技术在钢铁研究中应用情况。     

电阻法检测疲劳损伤及预测修复效果探讨

40Cr调质试样在低周恒应变、高周恒应力拉拉疲劳试验过程中，选择若干个特定循环周次，采用间隙回火或中温热等静压，并用QJ55型电流比较仪式电桥法，分别进行了电阻测量。发现电阻变化与疲劳损伤过程有很好的对应关系，对疲劳损伤修复延寿途径选择及其效果预测也有较好的参考价值。     

弹塑性弯曲所致残余应力及其对板料拉伸屈服强度的影响

应用弹塑性工程理论,分析了板材弯曲后残余应力的成因及表达式.进一步分析了由于这种宏观残余应力的存在,使得其在拉伸载荷下提早屈服,使板材屈服强度降低的主要原因,是由于拉伸过程中截面上应变不同步、不协调所致.     

疲劳损伤钢件修复的最佳时机

为了研究影响疲劳损伤中间退火修复效果的诸因素,找出最佳修复时机的变化规律,在不同的恒应变控制下,对40Cr调质钢进行疲劳循环加载,求得存活率为90%时的寿命Nf.将试样疲劳加载到少于Nf的不同周次后,再进行中间退火修复.发现中间退火可以延长损伤件的疲劳寿命.本次试验条件下能使疲劳寿命提高到原始试样的二倍.修复效果与损伤周次和承受的循环应变大小有关.用高灵敏度电阻仪和TEM对疲劳损伤过程和修复后材料的微观结构进行了测试和观察.发现中间退火不能使损伤的材料恢复到原始材料状态.疲劳加载对材料的微观变化有两个相反的影响:疲劳损伤导致形成微观裂纹,但疲劳加载在材料中累积的应变能在中间退火过程中,作为附加驱动力,促使材料更加均匀、稳定,从而减少了形成微裂纹的条件.当循环应变增加,获得最佳修复效果的损伤周次减少.