预裂纹试样悬臂弯曲K_(ISCC)试验方法的改进

一、前 言 国外六十年代、国内七十年代已用预裂纹试样的悬臂弯曲K_(ISCC)试验方法来研究和评定高强度钢的抗应力腐蚀性能了,但至今仍存在一些问题,致使这个方法尚未成为国家标准,因此我们进行了研究和改进。     

低合金高强度结构钢的新牌号

原标准 GB1 591 - 1 988《低合金结构钢》标准中牌号表示方法是按 GB2 2 1 - 1 979标准规定 ,采用阿拉伯数字和元素符号相结合来表示的。如常用钢1 6Mn,其中 1 6为平均含碳量的质量分数为万分之十六 (即 0 .1 6% ) ,Mn含量低于 1 .5%后面不加标注。不等效采用国际标准 ISO4 950和 ISO4 951修订的 GB/T1 591 - 1 994《低合金高强度结构钢》标准 ,其牌号表示方法类同碳素结构钢牌号表示方法 ,共有五种牌号 ,如 Q34 5等。质量等级为 A,B,C,D和 E五级 ,P和 S含量分别由 A级的≤ 0 .0 4 5%过渡到≤ 0 .0 2 5%。其中 E级钢要作 - 4 0°…     

高强钢断裂韧性K_(IC)的小尺寸试样评价方法

研究了不同尺寸的0Cr13Ni8Mo2Al沉淀硬化高强钢断裂韧性试样的断口形貌和断裂机理。结果表明:断裂韧性试样的拉断区可分为裂纹慢速扩展区(解理区)和快速扩展区(韧窝区);而断裂能,则主要消耗在裂纹慢速扩展区内。本文建立了断裂韧性K_(IC)的小尺寸试样评价方法。根据该方法,使用小尺寸试样测得的断裂韧性K_(IC)值与使用标准试样测得的断裂韧性K_(IC)值之间的相对误差为9%,没有超过10%。这个结果表明,使用小尺寸试样评价方法测出的金属材料的断裂韧性K_(IC)值是十分可靠的。     

船体结构钢动态撕裂(DT)试样的厚度效应

本文采用5种船体结构钢的约400个动态撕裂(DT)试验数据,讨论了各钢种DT试样上平台断裂吸收能(E_0),塑脆转变温度(_DT_rE)分别随板厚(B)的变化规律,并分别给出相应的经验公式。根据这一结果,又统计导出了结构钢的DT试样断裂抗力与温度、试样厚度的函数关系,即 E=f(R_p,B,T,)式中:R_P为材料常数,B为试样厚度, T为试验温度 这一经验公式,对预示结构钢动载条件下断裂抗力的厚度效应,具有一定的参考价值。     

用超载法研究测定中低强钢湿H_2S环境门限值K_(ISCC)

WOL(Wedge—Opening—Loading)试样是一种缦弹性K判据断裂力学试样。将其运用于中低强钢(σ_y≤70Kg/mm~2)的应力腐蚀试验时,为了得到K_(1scc)或K_(1xscc),必须加上一个超出线弹性范围的初始载荷(即超载)。为此,本文提出了超载是必要而可行的观点,进行了分析和讨论,分析了K_(1xscc)的工程价值,提供了几种中低强钢抗涅H_2S应力腐蚀开裂能力的试验结果。     

高强度厚钢板止裂韧性K_(ca)影响因素分析

统计分析了26组采用TMCP工艺制造的高强度厚钢板-10℃止裂韧性(K_(ca)~(-10℃))与碳当量(C_(eq))、晶粒度(GS_)、磷含量(w(P))和板厚(t)的相关性规律,结果表明,提高碳当量、增大晶粒度、降低杂质元素磷的含量、减小板厚均有利于止裂韧性的提高,在此基础上建立了止裂韧性与碳当量、晶粒度、磷含量和板厚的回归方程:K_(ca)~(-10℃)=23 443.45·C_(ep)+276.51·G_S-0.77·w(P)·t~3-2.75·t~(1.5)。     

高温下工作的新型高强度结构钢

美国公司生产了一种新型钢,代号为PH15-7,可供飞行速度M=4及飞行时加热达550℃的飞机及火箭制造蒙皮和结构的受力构件之用。据该公司宣称,这种新型钢的价格较钛合金贱9倍,易于加工,而且具有与17-7PH号不锈钢相同的抗蚀性。 PH15-7号钢含有15％的铬及7％的镍,添加1.2％的铝,便可达到至最高强度的淬火。由于含有2.5％的钼,温度约在550℃以下能保     

高强度结构钢的大气应力腐蚀试验

本文报道了两种高强度结构钢GC-4和30XICHA试样在北京和海南岛进行大气应力腐蚀试验的有关情况及长达20年的试验结果。     

高强度厚钢板止裂韧性K_(ca)与常规力学性能的相关性分析

统计分析了28组采用TMCP工艺制造的高强度厚钢板-10℃止裂韧性K_(ca)与屈服强度R_(P0.2)、抗拉强度R_m、-40℃冲击功KV_2、-20℃和-40℃动态撕裂能DTE、零塑性转变温度T_(NDT)的相关性规律,结果表明,-10℃止裂韧性K_(ca)与心部抗拉强度R_m和侧面零塑性转变温度T_(NDT)的相关度较高,随着心部抗拉强度R_m的增高和侧面零塑性转变温度T_(NDT)的降低,-10℃止裂韧性K_(ca)增大;在此基础上建立了-10℃止裂韧性K_(ca)与心部抗拉强度R_m、侧面零塑性转变温度T_(NDT)和板厚t的相关性方程K_(ca)=13.358·R_m-90.530·T_(NDT)-7.324·t~(1.5)或K_(ca)=13.427·R_m-74.845·T_(NDT)-0.635·t~2。     

航空结构钢的讨论(上)

由于飞机速度的不断提高,对于结构用钢料的要求条件也日趋严格。因为钢的来源甚广,冶炼生产技术又早已掌握,而价格也比钛合金之类要低廉得多,所以世界各国在制造航空飞器的时候,仍然选用钢料作为主要的结构料。要想制造成功世界上飞行最快和性能最好的飞行器,设计师们对于钢料希望能够满足下述条件:     

航空结构钢的讨论(下)

时效硬化奥氏体型不锈钢 凡是使用W、Mo、V或Nb及Ti或Al,或者多元素时效强化的奥氐体型不锈纲都属于这一类型。其优点是不需要低温处理;其缺点为没有马氏体的相转变发生,强度不如上述的三种钢种。这类钢种在500℃以下的强度不如沉淀硬化不锈钢,但在600～700℃之间则其强度较优而有使用的价值。这类钢的室温强度及高温强度都比普通的不绣钢(奥氏体型的)要好得多,故选作涡轮     

测定金属材料弹性模量的简易方法

通过低碳钢悬臂梁模型,利用几何关系和物理关系,推导出弹性模量的测量表达式,然后进行悬臂梁模型测量弹性模量的试验,为比较测量结果的可靠性,取同样材质的低碳钢,在多功能试验机上进行拉伸试验,将两种试验得到的低碳钢弹性模量进行比较,讨论说明悬臂梁模型测量金属弹性模量的可行性。     

K_(Ⅰd)实用测量法

为了克服中、低强度材料KⅠd试验的困难 ,提出了KⅠd实用测量法。这种实用测量法由纯平面应变侧切三点弯曲试件、KⅠd型落锤试验机和缓冲铝垫最大载荷记录法配套组成。实验结果证明 ,该方法能用小试件在完全脆断条件下十分简便、可靠和经济地测定中、低强度材料的KⅠd值。     

低预热焊接高强度舰船结构钢的发展途径

综述了低预热焊接的高强度舰船结构钢种的研究现状和发展途径。指出其发展途径主要是改进现役钢种、开发沉淀硬化型舰船结构钢、研究超低碳贝氏体舰船结构钢及采用新的生产工艺。     

公路桥梁用高强度结构钢WQ540D的开发

根据公路桥梁用钢的应用特点和要求,通过制定合理的成分和冶炼、轧制工艺,采用C—Mn,Nb、Ti微合金化的成分体系及控轧工艺,开发出公路桥梁用高强度结构钢WQ540D。对该钢的冶金质量、微观组织、基本力学性能进行了分析。试验结果显示：该钢具有优良的综合力学性能,满足公路桥梁用高强度结构钢的技术和使用要求。     

防止低合金高强度结构钢热镀锌层灰暗的措施

Q345低合金高强度结构钢中不适量的硅使热镀锌层出现灰暗、超厚,进而影响镀锌成本.出现这种现象的原因是,Q345钢的硅含量质量分数在0.25%以上,在460 ℃温度下热镀锌,锌-铁反应激烈,致使镀层表面灰暗、镀层超厚、粘附性差.研究表明,Q345钢在430～450 ℃下热镀锌,采取下述防护措施可以控制镀层表面灰暗和镀层超厚:(1)使用变频技术调整工件镀锌后从锌液中分段提升速度(设定在2～20 m/mm以内);(2)在锌液中添加少量的含铋、锡的锌基多元合金;(3)使用助镀剂和除铁设备,控制助镀剂中铁离子的含量在1 g以下;(4)避免过酸洗和重复酸洗.     

一种高强度低碳结构钢的回火脆性研究

通过夏比冲击试验研究了回火温度对高强度低碳结构钢冲击韧性的影响,并采用扫描电镜、透射电镜分析了产生回火脆性的机理。结果表明,该高强度钢在580℃、610℃较高温度回火时产生回火脆性,-20℃夏比冲击功由238 J(550℃时)降低至19 J(580℃时),冲击断口由韧性断裂转变为脆性断裂,这主要是由于晶界上析出大量较大尺寸的含钼M23C6脆性相,在晶界上起到了裂纹源的作用。     

超高强度船体结构钢的开发现状与趋势

为了给超超高强度船体结构钢的开发提供理论指导,从性能要求、强韧化机制和焊接性几个方面综述了超高强度船体结构钢的特征,结合国内外超高强度船体结构钢的开发现状,阐述了强化机制的调整是超高强度船体结构钢总体的发展趋势,其中以析出强化的增加为主要特点.通过分析各种析出强化粒子的引入在高强钢中的作用特点,认为综合考虑析出粒子的引入带来的细晶优化效果、组织转变优化效果与析出强化效果对韧性的影响是超高强度船体结构钢开发的技术难点之一,同时保持良好的焊接性是超高强度船体结构钢开发的另一技术难点.     

超高强度结构钢的组织细化及韧性改善

通过合理设计化学成分以及有效地优化热处理工艺,新研制的系列贝氏体结构钢在保证超高强度(σb>1400MPa)条件下,塑性与韧性配合良好,且V型缺口冲击能(AKV>140J)与同强度级别的马氏体钢相比提高一倍多.结合显微分析结果,深入地讨论了韧性改善的物理机制.     

SENB 方法中 K_(1c)的修正与尺寸效应

单边切口梁(SENB)法是测试脆性材料断裂韧性 K_(?)的最通用而简便的一种方法,但它在理论上还不够完善。本文分析了试样尺寸对 K_(lc)测试值的影响,导出了不同尺寸比例试件的 K_(lc)之间的关系式。并发现对应于临界尺寸下 K_(lc)测试值是最大值,约为真实值的1.2倍。对氧化铝和氮化硅两种工程陶瓷进行了尺寸效应的试验,得到的结果与理论分析完全一致。