两种超高强度钢的拉伸力学性能研究及断口分析

利用CSS4410型电子万能材料试验机和Hopkinson拉杆研究这两种材料在室温下应变率范围在0.001～3 300 s-1的拉伸力学性能,结果表明:两种材料在不同应变率拉伸载荷下均有明显的应变硬化和颈缩现象;两种材料均表现出较强的应变率敏感性,并且材料Ⅰ的应变率敏感性强于材料Ⅱ。最后利用扫描电镜(SEM)对两种材料应变率在0.001 s-1和3300 s-1下的拉伸断口进行观察,发现试样的断口形貌均为杯锥状,剪切唇区的面积比例随应变率的提高而增大,表现出一定的应变率相关性。     

高强度炮钢的组织和力学性能

研究了PCrNi3MoVA、 32Cr2Mo1VA和 2 5Cr3Mo3NiNb等三种高强度炮钢淬火高温回火后的显微组织和力学性能。结果发现 ,2 5Cr3Mo3NiNb钢组织中碳化物总量高、并且含有大量的M2 C碳化物 ,表现强烈的回火二次硬化效果。 2 5Cr3Mo3NiNb钢高温强度和硬度下降率低于PCrNi3MoVA钢 ,与 32Cr2Mo1VA钢相当 ,而其断裂韧性高于 32Cr2Mo1VA钢。 2 5Cr3Mo3NiNb钢具有高的韧性和高温强度及硬度 ,可用于长寿命炮管     

激光淬火对40CrNiMo高强度钢拉伸性能与断口形貌的影响

利用CO₂激光对40CrNiMo高强度钢表面进行了淬火处理,通过拉伸对比试验分析了激光淬火处理对试样拉伸性能的影响,用扫描电镜和能谱分析仪观察了激光淬火前后试样断口形貌与化学成分组成,并对其断裂机理进行了探讨。结果表明：激光淬火后40CrNiMo的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了25.3%、24.4%和7.1%,而断面收缩率降低了7.6%,存在明显的屈服阶段,呈现出连续屈服特征;与原始试样相比,激光淬火后40CrNiMo的屈服强度和抗拉强度明显提高,拉伸断裂方式和分层现象没有明显改善,试样表面断口处孔隙率降低,呈现准解理形貌。     

37Mn5连铸坯显微组织及断口形貌研究

针对包钢生产的37Mn5钢连铸坯,在Gleeble-1500D热模拟机上,进行热模拟,分析37Mn5在各温度阶段对应的显微组织;试样断口性质与塑性大小的变化规律;着重研究第Ⅲ脆性区(800～900℃)的脆化原因。试验结果表明:在1300～800℃区间存在两个脆性温度区,第Ⅲ脆性温度域为900～800℃,其Z=60.23%～29.61%;为指导37Mn5管坯钢的生产实践提供理论依据。     

低合金超高强度钢的绝热剪切带分析研究

测量了中碳Cr-Ni-Mo-V系低合金超高强度钢中绝热剪切带(ASB)及其周围金属的显微硬度,观察了其微观组织。结果表明:绝热剪切带的硬度远高于基体的硬度,达700～830HV0.05,为多孔状的非晶组织;紧靠ASB的是窄的过渡带,为重新生成的细小的马氏体组织;外层则是宽约20μm的软化带,为较高温度下的回火马氏体组织,其硬度低于基体。     

低温下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口形貌研究

采用精密多功能低温静载材料实验机和扫描电子显微镜,系统研究了低温条件下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口微观形貌,分析讨论了温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头拉伸性能的影响规律。研究结果表明:温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能具有显著影响。低温下,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的强度均比室温高,但接头的延伸率均比室温下低很多。拉伸试样断口形貌分析结果显示,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸试样断口均为韧窝和撕裂棱混合型韧性断口,韧窝随温度的降低而变得细小、均匀。     

40CrNi2Si2MoVA钢显微组织对冲击疲劳裂纹扩展速率的影响

本文研究了40CrNi2Si2MoVA超高强度钢在油淬和270℃等温淬火两种热处理状态下,显微组织对冲击疲劳裂纹扩展速率(稳态扩展区)的影响。结果表明,在应力强度因子△K较小时,等温淬火组织中da/dN较低,而在△K较大时,油淬组织中da/dN较低;这与在裂纹扩展不同阶段残余奥氏体(A_R)对da/dN的作用不同有关。     

CF－60钢抗层状撕裂性能与显微组织的相关性研究

通过Ｚ向拉伸试验、Ｃｒａｎｆｉｅｌｄ试验、金相观察和扫描电镜等手段对ＣＦ－６０钢抗层状撕裂性能进行了试验研究，结果表明，ＣＦ－６０钢抗层状撕裂性能与其显微组织密切相关，本文所提供的研究成果为防止层状撕裂的产生提供了依据。     

1500 MPa级贝氏体/马氏体双相高强度钢的疲劳性能

<正>拉伸强度为1500MPa以上级的C-Si-Mn-Cr低合金钢的抗疲劳性能可以采用以下工艺予以改善:在900℃进行20min的奥氏体化处理,在空气中冷却后再在280℃和370℃回火2h。该钢(命名为CFB/M钢)的组织是含有8%(体积分数)以上残余奥氏体的无碳化物贝氏体和马氏体相。对该钢与全马氏体化钢(称作FM钢,热处理工艺为:在900℃进行20min的奥氏体化处理,油淬,再在280℃和370℃回火2h)的性能进行了比较。采用轴向疲劳试验法对钢的疲劳强度进行了测定,并用压张力试样研究了钢的疲劳裂     

氢损伤对S135钻杆钢疲劳性能的影响研究

研究NACE TM0177标准中规定的A溶液浸泡前后S135钻杆钢的疲劳性能。结果表明:浸泡后S135钻杆钢的疲劳性能比浸泡前有明显降低,同一应力水平下疲劳寿命离散性增大;氢损伤导致S135钻杆疲劳强度降低,易于发生氢脆,氢在S135钢疲劳裂纹形成扩展过程中起着促进和加速的作用;疲劳裂纹的形成和扩展直至断裂是氢脆加疲劳两种机制共同作用的结果。     

20CrMnTi钢回火组织与性能研究

对２０ＣｒＭｎＴｉ钢淬火后的自回火态和经不同温度回火后的显微组织结构、断口进行了光学显微镜和电镜的观测分析，并测试了不同回火状态下的力学性能。诚验结果表明，２０ＣｒＭｎＴｉ钢淬火态和低温回火态具有相近的性能，即具有高强度和良好的塑性与韧性，因而可做为结构用钢在淬火状态下直接应用。而对需经回火处理的高精度尺寸稳定的零件，在２５０℃回火时将得到最佳强韧性能配合。在３００～４００℃回火时出现的脆性，可用以满足某些兵器零件的特殊性能要求。     

淬硬超高强度钢45CrNiMoVA硬车削加工性研究

为避免淬硬钢磨削工艺易引入残余拉应力以及大量使用切削液对环境造成严重污染的问题,采用硬车削代替磨削的加工方法。针对淬硬-回火45CrNiMoVA钢进行以车代磨工艺的研究,分析硬车削过程中的切削力、加工表面形貌、残余主应力及显微硬度。结果表明,切削力随切削深度和进给量的增大而增大,切削速度的改变对切削力的影响不大;硬车削后工件表面形貌一致性良好,表面粗糙度Ra值可达0.64μm;残余主应力随进给量和切削深度的增大而减小,随切削速度的增大先减小后增大;最大残余主应力的方向角随切削速度与切削深度的增大在37°～45°范围内保持稳定,随进给量的增大在22°～45°范围内先增大后保持稳定;表面显微硬度随切削速度的增大而减小,硬车削后表面显微硬度提高了13%,硬化层深度约200μm。     

新型高密度高强度含钨钢的组织与性能

对新型高密度高强度合金钢进行700～1 100℃不同温度淬火+400℃回火处理,进行硬度、准静态拉伸测试,用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）等研究了淬火温度对合金钢显微组织及力学性能的影响。结果表明：试验钢最佳淬火温度为800℃,后经400℃回火后可获得较好的强韧性匹配,此时抗拉强度为1 907 MPa,屈服强度为1 755 MPa,伸长率达8%。经热处理,试验钢基体析出细小弥散分布的μ相,随淬火温度提高,弥散分布的析出相数量减少,对试验钢产生的沉淀强化作用降低,强度因此降低。     

超高强度钢激光-MAG复合焊熔滴过渡研究

采用高速摄影技术对超高强度钢激光-MAG复合焊接过程中激光功率、光丝间距、MAG电流对熔滴过渡形态的影响进行研究。结果表明:随激光功率、光丝间距的增大,熔滴过渡频率先增大后减小;随MAG电流的增加,熔滴过渡频率逐渐增大。当激光功率为3 kW、光丝间距为2 mm、MAG电流为220 A时,熔滴过渡最稳定,过渡频率最快,过渡方式为喷射过渡。     

真空自耗熔炼对钨锆合金显微组织与力学性能的影响

采用真空自耗熔炼工艺对粉末冶金态钨锆合金进行熔炼,得到高密度、高强韧的熔炼态钨锆合金。通过金相显微镜、SEM、EDS等对粉末冶金态和熔炼态钨锆合金的显微组织、力学性能和断口形貌进行分析与表征。结果表明:自耗熔炼可以消除烧结态存在的气孔,得到组织均匀的熔炼态钨锆合金;熔炼态合金显微组织主要由Zr-Ti相和W-Ti相组成,其中钨组元在熔炼中没有熔化,主要发生随机团聚现象;熔炼态钨锆合金断口形貌表现出韧性和脆性两种断裂方式共存特征,且密度与强度较粉末冶金态有明显提高。     

焊接电流对低密度钢焊接性能的影响

为研究不同焊接电流对焊接低密度钢的金相组织、显微硬度、切应力及拉伸性能的影响,用200、190、185 A电流焊接低密度钢.结果表明:焊接电流越小,晶粒越细,对组织影响越大,热影响区晶粒增大;显微硬度最高处为熔合区,最低处为焊缝区;显微硬度随焊接电流增大先增后减;焊接电流为190 A时,切应力最大,为120 N,随结合宽度增大,切应力增大;焊接电流为190 A时焊后力学性能最好.     

2200 MPa级超高强度低合金钢的组织和力学性能

研究了两种不同硅含量超高强度低合金钢在不同热处理下的力学性能,分析了硅对2200MPa级超高强度钢力学性能的影响。结果表明,试验钢经淬火及低温回火后得到板条马氏体、ε碳化物和少量残余奥氏体组织。碳的质量分数为0.5%能使钢的强度达到2200MPa。添加1.75%质量分数的硅使钢的强度提高约100MPa,其抗回火稳定性高,在270℃回火下其抗拉强度仍在2200MPa以上。     

Ti-55511钛合金高温拉伸变形行为及显微组织演变

基于高温拉伸试验,探究Ti-55511钛合金在温度为740～920℃和应变率为0.001～0.1 s^-1下的高温拉伸变形行为和显微组织演变规律,用Arrhenius双曲正弦函数模型推导了拉伸变形时的本构方程。结果表明：Ti-55511钛合金在两相区(740～860℃)变形时,流变应力随变形温度的提高和应变率的降低而降低,峰值应力曲线出现由陡到缓的下降,由本构方程计算出两相区变形激活能为559.653 kJ·mol^-1,显微组织演变规律为在740、770℃变形时,断裂位置中短棒状α相沿合金变形方向被拉长和扭曲,破碎的α相形成等轴晶粒串,变形温度升至800、830℃时,扭曲α相减少,拉长α相变细,等轴晶粒串的数量增多,当温度升至860℃时,等轴α相的含量急剧下降,开始出现β晶界轮廓,破碎的α相细化的同时等轴化程度提高。在单相区(890～920℃)变形时,峰值应力比860℃先增后减,计算单相区的热变形激活能为196.039kJ·mol^-1,断裂区域等轴β晶粒尺寸随变形温度的升高而增大,晶界呈锯齿状,这与动态回复过程中发生多边化...     

300M超高强度钢铣削力模型构建及MOPSO优化

用正交试验法对300M超高强度钢进行铣削加工,用直观分析和方差分析探究铣削力随铣削用量的变化规律,建立铣削力的经验指数模型与GA-BP神经网络预测模型,用多目标粒子群优化算法基于铣削力和材料去除率优化铣削参数.结果表明:300M超高强度钢铣削力随铣削速度增大和每齿进给量降低得到有效改善;经优化后的BP神经网络模型预测误差显著降低,两种预测模型对铣削力均有较高预测精度,但后者误差相对较低;使用经优化后的参数,铣削力有效改善.