变形参数对GH4742合金动态再结晶及γ′相的影响

 为了研究不同变形参数对锻态GH4742合金动态再结晶及γ′相的影响,利用单道次等温压缩试验获得了变形温度为1 050～1 150 ℃、变形量为30%～70%、变形速率为0.1 s-1时的真应力-真应变曲线,分析了不同变形参数下真应力-真应变曲线以及峰值应力的变化规律,同时采用SEM、EBSD对不同变形参数下动态再结晶过程中的亚结构以及γ′相进行了精细表征,定量计算了基体内的几何位错密度以及发生动态再结晶的比例,并测试了不同变形参数下基体的硬度。重点探讨了不同变形参数下动态再结晶的形核机制,深入分析了动态再结晶过程中亚结构以及γ′相的演变规律。结果表明,变形温度为1 080 ℃时,基体中存在大量未溶的一次γ′相,小角度晶界比例超过35%,基体发生动态再结晶比例小于35%,主要形核方式为连续动态再结晶。变形温度为1 110 ℃,一次γ′相尺寸减小并发生回溶,小角度晶界比例小于8%,基体发生动态再结晶比例超过75%,主要形核方式为不连续动态再结晶。随着变形量增加,一次γ′相尺寸增大、数量密度降低,小角度晶界比例显著下降,动态再结晶比例明显提高。低温变形时基体硬度随着变形量增加而显著增加,而高温变形时硬度先增加后逐渐趋于不变。GH4742合金变形温度为1 110 ℃时,变形量50%时已完成动态再结晶,组织为等轴的动态再结晶晶粒,基体硬度较低,为357HV,在此变形参数下加工具有良好的热成型性能。     

锻态GH4742合金的热变形行为及组织性能演变

利用单道次等温压缩实验获得了锻态GH4742合金在变形温度为 1020~1150 ℃、应变速率为0.001~1 s_^-1、真应变为0.65时的真应力-应变曲线,构建了GH4742合金的热变形本构方程和热加工图,并采用SEM、EBSD等研究了热变形过程中微观亚结构以及γ′相的演变规律,建立了变形工艺条件-组织形态差异-性能变化之间的关联性。结果表明：合金的组织性能演化机制与Z参数密切相关,1080 ℃低温变形时,应变速率由0.001 s_^-1增加至1 s_^-1后,lnZ值由75.6增加至82.6,热效应增强,小角度晶界比例降低,动态再结晶比例增加,组织发生细化,基体硬度增加;1110 ℃高温变形时,随着应变速率增加,lnZ值由74增加至78.5,位错滑移和晶界迁移减缓,小角度晶界比例增加,动态再结晶比例降低,加工硬化程度增加,基体硬度增加。GH4742合金不发生动态再结晶晶粒粗化的临界lnZ值为73。结合热加工图和变形组织分析得出锻态GH4742合金良好的加工区域为变形温度1110～1150 ℃、应变速率0.01～0.1s_^-1。     

某山区公路边坡危岩体成因、破坏模式及稳定性分析

采用现场地质调查方法,确定了研究区边坡危岩体的成因及破坏模式,在对危岩体稳定性做出定性评价的基础上,根据不同的破坏模式采取不同的计算方法,与定性评价结果进行比较,得出比较符合实际的结论,并有针对性的对危岩体提出了处理措施。     

800MPa级高强钢焊接粗晶区再热循环的组织转变规律

为了研究800MPa级低合金高强钢焊接粗晶区的组织转变规律,采用热模拟的方法,应用L78RITA相变热膨胀仪模拟了实验用钢的两次焊接热循环过程,对应的焊接线能量约为20kJ/cm。建立了该钢的奥氏体连续加热转变曲线(TTA),并对组织、硬度和热膨胀曲线进行分析,结果显示,实验用钢一次热循环粗晶区组织为板条马氏体和贝氏体,硬度为318HV,当第二次热循环峰值温度(Tp2)为1000℃时,第一次热循环后的组织发生完全重结晶,得到细小的贝氏体组织,硬度下降,当Tp2为900℃时发生部分重结晶,硬度最低(239HV),当Tp2为800℃时,在晶界和晶内相界生成链状分布的M-A组元,而Tp2小于A′c1时发生回火作用,M-A组元分解并析出碳化物。实验用钢的热影响区未出现组织遗传现象,因此为了更准确判断组织转变类型,应结合TTA曲线对焊接热影响区组织转变进行分析。     

高强厚板S620Q桥梁用钢焊接接头组织及力学性能

采用实芯80%Ar+20%CO2气体保护焊对40 mm厚S620Q桥梁用钢板进行多层多道焊接,利用光学显微镜和扫描电镜等分析手段研究焊接接头组织及力学性能。结果表明,从X形焊根到盖面焊道,焊缝组织由针状铁素体(AF)+粒状贝氏体(GB)转变为粗大AF+GB,强度先增大后减小。粗晶热影响区(CGHAZ)主要组织为板条状贝氏体、马氏体和GB。二次热循环温度在(α+γ)临界区时,粗晶区晶界处生成了不规则、岛状M-A和贝氏体,部分淬火区晶界处为GB。-20℃接头CGHAZ冲击韧性值高于焊缝,焊缝断口形貌为韧窝+少量解理,CGHAZ纤维区为大的韧窝,放射区为解理+少量韧窝,在小的撕裂刻面上有二次裂纹。CGHAZ晶界处不规则、岛状M-A对韧性损害较小,脆性解理断裂起源于晶内,而不是晶界。     

基于凝固相转变影响的结晶器内热力耦合分析

 为了研究凝固相转变对结晶器内坯壳生长过程的影响,结合高温相转变试验结果建立数学模型,考虑铸坯与结晶器的接触状态,利用有限元软件ANSYS建立结晶器内三维瞬态热力耦合有限元模型,采用生死单元技术模拟温度场,采用热弹塑性接触有限元方法模拟应力场分布。模拟了[δ]铁素体转变量分别为0%、50%和100% 3种情况下结晶器内坯壳的温度场和应力场变化规律。结果表明,沿拉坯方向坯壳表面温度和厚度在距离弯月面以下120 mm左右开始周期性波动,且随[δ]铁素体转变量的增加,波动增加,同时铸坯沿拉坯方向累积位移总量和应力值均减小,沿拉坯方向上位移和应力波动水平增加。     

调质态Q690D高强钢GMAW多道次焊接组织与性能

在无预热和焊后热处理条件下,采用熔化极气体保护焊（GMAW）对10 mm厚的调质高强钢Q690D进行三道次焊接试验,通过组织观察和硬度测试分析了该钢焊接接头组织转变特征及硬度分布规律。结果表明,Q690D热影响区组织主要为粒状贝氏体和少量下贝氏体,热影响区产生软化现象,最大失强率达到23%,粗晶区受再热作用后发生组织遗传;采用实芯焊丝CHW-70C（ER69-G）使焊缝得到90%的针状铁素体组织,硬度值比母材低;为控制软化区宽度,焊接线能量以8 kJ/cm为宜。     

淬火工艺对铜沉淀强化UHS钢组织性能的影响

 超高强度钢不仅可以降低海洋装备本身质量，而且节约能源，但这类钢应用过程中要求具有良好的强韧性匹配，而淬火工艺显著影响其后续的相变和性能。采用Thermo Calc软件、光学显微镜、扫描电镜以及透射电镜等研究了淬火工艺对低碳(w(C)<0.05%)铜沉淀硬化超高强海工钢组织性能的影响。结果表明，910 ℃淬火、450 ℃时效处理后峰值硬度达到386HV，700 ℃时效后空冷可得到部分二次马氏体组织，峰值硬度为357HV。525 ℃以下时效，富铜相析出的平均半径约为5 nm，产生较高的强化增量。820~910 ℃淬火，随着淬火温度降低，细小的(Nb，Ti)C粒子能够有效抑制奥氏体晶粒的长大，细化晶粒和马氏体板条块，同时基体中小角度界面密度增加，强韧性提高。其中820 ℃淬火强度最高达到1 109 MPa，-80 ℃ V型冲击功为91 J。     

固溶温度对GH4742合金力学性能及γ'相的影响

采用EBSD、SEM等手段研究了固溶温度对GH4742合金的微观亚结构、力学性能和γ’相的影响。结果表明,固溶温度为1080℃～1120℃时,随着固溶温度的提高基体发生静态再结晶的比例提高,小角度晶界的比例由13.2%降低为3.2%;同时,晶粒显著粗化,平均晶粒尺寸由11.0μm增大到111.6μm,Σ3孪晶界的比例由13.2%提高到58.6%。随着固溶温度的提高,基体内一次γ’相的体积分数显著降低、尺寸增大,二次γ’相的体积分数和尺寸增加,三次γ’相的体积分数和尺寸变化较小。在不同固溶温度下γ’相强化增量的变化较小,晶粒粗化是导致其强度降低的主要因素。随着固溶温度的提高GH4742合金的室温强度显著降低,而高温强度提高和持久断裂时间显著增加。固溶温度为1100℃时,GH4742合金的室温和高温力学性能良好。     

多步热处理对GH4742合金组织性能的影响

采用多步热处理,研究了不同固溶温度和高温时效温度对GH4742高温合金组织性能的影响。结果表明,固溶温度显著改变晶粒尺寸和一次γ′相形态。固溶温度为1090 ℃时,基体中存在大量未溶的一次γ′相,可以有效阻止晶粒长大,同时这种粗大γ′相以及后续时效过程中形成的细小γ′相共存的组织使得合金具有良好的综合力学性能。高温时效处理对组织形貌影响较小,但可以改变γ′相的尺寸,显著影响晶界碳化物的形态,通过Mo置换一次碳化物MC中的Nb、Ti,使晶界连续分布的碳化物发生溶解形成颗粒状的碳化物,显著降低了GH4742高温合金的高温持久性能。