基于步冷试验的2.25Cr-1Mo-0.25V钢母材及焊缝回火脆化研究

对原始态、步冷态、脱脆态和脱脆步冷态2.25Cr-1Mo-0.25V钢母材及焊缝冲击试验结果进行分析,得到了母材和焊缝在不同状态下的韧脆转变温度vTr54.2和FATT以及脆化度ΔvTr54.2和ΔFATT。试验结果表明,步冷试验之后,母材发生较低程度脆化或脱脆现象,但是脆化度或脱脆度较低,表明母材具有良好的抗回火脆化性能;经脱脆试验后,母材和焊缝都发生较高程度的脱脆,表明材料的脆化主要是由于回火脆化引起的,脱脆试验使得材料的韧脆转变温度降低;脱脆步冷试验后,焊缝发生较高程度的脆化,焊缝对脱脆步冷试验的敏感性较高,脱脆步冷试验有效促进了焊缝的脆化。在相同脆化条件下,母材的脆化敏感性低于焊缝,焊缝更易发生脆化。     

预扭转及退火热处理对TA2拉伸力学性能的影响

研究了预扭转和退火热处理对TA2拉伸力学性能的影响。结果表明,预扭转可显著增强TA2的拉伸屈服强度和极限强度,在一定范围内屈服强度随预扭转角增加而增大,当预扭转角超过一定值(6π)时,屈服强度急剧下降;极限强度随预扭转角增大一直呈上升趋势;延伸率随预扭转角的增加逐渐降低。预扭转后TA2不同温度(350～750℃)下的退火热处理试验表明,随着退火温度的提高,TA2强度逐渐降低,650℃时其强度已降低至母材初始值;延伸率随退火温度的升高而逐渐升高,但不能完全恢复至母材初始值。观察断口发现,随着预扭转角增加断口韧窝逐渐变小、变浅,预扭转为8π时出现了河流发散状的解理条纹。金相组织表明,预扭转后产生的大量孪晶和形变组织是导致TA2强度增大的主要原因。     

钛制压力容器的室温蠕变极限载荷研究

根据工业纯钛的室温蠕变等时应力-应变曲线,应用有限元方法研究了钛制压力容器的蠕变极限载荷。结果发现,随着室温蠕变时间的增加,压力容器蠕变极限载荷由快速下降趋于缓慢下降。以圆筒型压力容器为例,详细分析了径比K对极限载荷的影响规律,给出了室温蠕变极限载荷的预测公式。该公式能够体现蠕变时间对极限载荷的劣化作用,以及许用应变和径比K对极限载荷的影响。     

高温碳氢气氛下Cr5Mo钢的尘化腐蚀状况

金属渗碳腐蚀(即尘化)是高温碳氢环境下常发生的灾难性腐蚀。Cr5Mo钢的工程应用量大面广,过去对其渗碳腐蚀研究不够。为此,研究了炉管材料Cr5Mo钢在600℃,50%CO-H2-3%H2O气氛下的尘化腐蚀行为,采用X射线衍射分析了腐蚀试样的物相组成,采用扫描电镜对试样进行了微观形貌分析。结果表明:Cr5Mo钢在试验条件下呈现均匀腐蚀,材料自表面向内依次析出Fe5C2和Fe3C脆性腐蚀产物,经560h尘化腐蚀后的试样平均腐蚀深度约为200μm,而基体材料性质无明显改变。因此Cr5Mo钢在尘化过程中出现的腐蚀减薄是由脆性碳化物层的析出引起的。     

应用串联电化学充氢方法研究氢及应力对2.25Cr-1Mo钢回火脆化的影响

开发了一种串联电化学充氢方法,可以一次性有效地对试样进行充氢,新充氢方法有效解决了以往电化学充氢方法中试样的氢含量不均匀问题;将放入加氢反应器中运行了10万h的2.25Cr-1Mo钢块脱脆后,再在468℃脆化200 h,制备了四种状态的脆化试样,即200 h回火脆化、应力作用下200 h回火脆化、200 h回火脆化后充...     

压力容器筒体的非概率可靠性分析

传统的可靠性分析采用的是概率方法,它需要不确定参量的详细统计信息以确定其概率分布.而压力容器多处于较为严苛的工作环境中,难以准确获得不确定参量的准确概率分布.为此,基于区间模型的非概率可靠性理论,用区间方法来描述压力容器筒体参数,提出压力容器筒体强度的非概率可靠性指标的计算方法.该方法仅需要知道不确定参量的边界,克服了概率方法的局限,且很大程度的降低了计算工作量.通过实例分析,表明该方法是有效可行的.     

弯曲载荷作用下薄板的金属尘化腐蚀模型

基于Fick扩散第二定律及扩散热力学,推导得到扩散和外载荷因素耦合作用下的扩散方程,并以薄板为对象,差分求解得到尘化腐蚀过程中不同σ珟ho值时基于2种扩散模型内部瞬时碳浓度分布图,通过Cr5Mo钢的尘化腐蚀试验数据进行验证,理论计算与试验结果的一致性表明:推导得到的M-Fick2模型可描述载荷作用下金属尘化腐蚀扩散过程;弯曲载荷作用下,M-Fick2中修正项系数σ珟ho值越大,对扩散的影响也就越大;在弯曲载荷作用下,对扩散除了具有加速的作用外,还包括抑制的作用,当σ珟ho≤0.01时对扩散的加速作用和抑制作用都不显著。     

锆-钛-钢复合板界面损伤机理及表面耐腐蚀性能

运用内聚力模型研究了锆-钛-钢复合板在粘结试验中的界面损伤过程,并利用扫描电子显微镜分析了界面断裂机理。运用正交试验研究了不同热处理工艺条件下的表面耐腐蚀性能,分析了保温温度、保温时间和升降温速率对粘结性能的影响。结果表明,I型裂纹加载下,界面损伤由内壁处开始,并逐渐发展至整个界面。界面整体属于脆性断裂,而波峰与波谷的过渡斜面则为混合断裂。腐蚀试验的塔菲尔极化曲线研究结果表明,锆覆层在HCl溶液中以点腐蚀为主,而在HAc溶液中以均匀腐蚀为主。爆炸焊接后,锆复合板的耐点腐蚀性能低于纯锆材料,并且保温温度越高,保温时间越长,耐腐蚀性能下降越明显。     

预应变对Zr702/TA2/Q345R复合板低周疲劳行为的影响

研究了预应变对Zr702/TA2/Q345R复合板低周疲劳行为的影响。研究表明,预应变对Zr702/TA2/Q345R复合板微观组织的影响与各层材料的晶体结构有关。在Zr702纯锆和TA2纯钛层中,随着预应变水平提高,滑移带和孪晶明显增多。预应变促进了Zr702/TA2/Q345R复合板的循环软化变形,使应变范围、循环塑性变形程度提高而疲劳寿命降低。预应变后,材料的反向屈服极限降低,棘轮损伤程度因此降低。尽管预应变提高了复合板组成材料的抗裂纹扩展阻力,但复合板在预应变后应变幅提高,加剧了塑性损伤累积,因此疲劳寿命降低。     

焊件疲劳裂纹扩展速率的预测

疲劳是工程中最常见的现象之一,焊件的疲劳裂纹扩展速率的研究为进行疲劳寿命预测提供了基础。本文通过对一定存活率下的疲劳裂纹扩展速率的预测回归分析,得到一个既准确又简便的方法求解 Paris 公式。