Q235B钢低温力学性能研究

本文将Q235B管材加工成拉伸试样和冲击试样,拉伸试样按照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验 第1部分:室温试验方法》进行加工,冲击试样按照GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》进行加工.分别在15℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃的温度下,将试样保持一定的时间,然后进行拉伸和冲击试验,考察了不同温度下材料组织和性能的变化规律.     

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明：液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150～-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度S_a在-30～-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150～-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。     

锻压温度对新型汽车差速器齿轮性能的影响

采用不同的始锻温度和终锻温度对新型汽车差速器齿轮用20CrMnTiVSr试样进行了锻压成型试验,并进行了磨损性能和冲击性能的测试与分析。结果表明:随始锻温度和终锻温度的升高,新型汽车差速器齿轮用20CrMnTiVSr试样的磨损体积先减小后增大,冲击吸收功先增大后减小,耐磨损性能和冲击性能先提升后下降。与1160℃始锻相比,1220℃始锻温度下试样的磨损体积减小了44.44%,冲击吸收功增大了20%;与760℃终锻相比,820℃终锻温度下试样的磨损体积减小了47.37%,冲击吸收功增大了24.53%。新型汽车差速器齿轮用20CrMnTiVSr试样的锻压工艺参数优选为:1220℃始锻温度、820℃终锻温度。     

基于Master Curve方法的Q345R钢断裂韧性研究

进行了国产Q345R钢在韧脆转变区的拉伸试验、夏比冲击试验和落锤试验,分别采用单温度法和多温度法获得1英寸厚CT试样的Master Curve曲线,并和ASME,API以及BS等规范中断裂韧性估算公式进行对比。结果表明,单温度法和多温度法获得的参考温度T_0基本一致,大约为-105℃。主曲线法能够很好地包络各种估算公式推断出的断裂韧性与温度关系曲线,并且在足够保守的前提下,比ASME的K_(IC)下包络线更具经济性和灵活性。     

天然气分输减压阀阀体用铸钢的低温力学性能

以天然气分输减压阀阀体用1.6220铸钢为研究对象,采用低温拉伸以及低温冲击试验方法研究了其热轧态和调质态的力学性能随试验温度的变化规律,获得了其韧脆转变温度,观察了不同温度下冲击试样的断口形貌。结果表明:随着试验温度的降低,该铸钢的屈服强度和抗拉强度显著提高,断面收缩率和伸长率逐渐下降;调质处理明显改善了铸钢的低温力学性能,调质态铸钢的屈服强度、抗拉强度、塑性均比热轧态的高,韧脆转变温度由热轧态的2.76℃降低到-14.46℃;随着温度的降低,铸钢的断裂形式由韧性断裂向解理断裂转变。     

X70和X80钢螺旋焊管母材的低温韧性

对X70和X80钢螺旋焊管母材的低温夏比冲击性能和落锤撕裂试验(DWTT)性能进行了对比研究。结果表明:两种钢管母材横向试样的低温韧性均比纵向试样的好,X70钢管母材的韧脆转变温度低于X80钢管母材的;当试验温度在-20℃以上时,两种母材的冲击断口剪切面积比都在95%左右,为韧性断裂,低于-20℃时,随温度的降低,两种母材夏比冲击功的下降幅度远大于剪切面积比的下降幅度;母材的低温韧性受试验方法的影响很大,DWTT测得的韧脆转变温度远高于夏比冲击试验的。     

液氮射流冲击冷却聚二甲基硅氧烷的温度场仿真和实验研究

为探究低温微磨料气射流加工聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流道过程中PDMS试样受液氮射流冲击冷却的温度变化和分布,提出了测温实验Beck反求算法拟合APDL温度场仿真的系统研究方法,仿真结果与测温结果的误差仅1.735%。仿真发现,表面到达明显脆化温度-147℃需要5.747 s,说明PDMS无法在接触液氮的瞬间就达到可加工的脆化状态,有必要重视加工前的预冷却时间;又通过仿真数据拟合了PDMS冷却至-147℃的冷却速度,以冷却速度为参考预测了实际加工中所需的预冷却时间。对比冷却速度发现,距PDMS试样表面0～100μm深度范围内的冷却速度比0～1500μm深度范围内冷却速度快22.054%,PDMS试样放置在铝合金工作台上的冷却速度比绝热工作台上快22.311%。     

汽轮机汽缸用铸钢材料韧脆转变温度的测定

采用V形缺口试样,通过一系列温度的冲击试验,以冲击吸收功、脆性断面率的变化对ZG245-480材料的韧脆转变温度进行了测定。     

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60～20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明：随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。     

活塞式制冷压缩机变工况下容积效率的试验研究

研究了不同蒸发温度和冷凝温度下,活塞式制冷压缩机容积效率的变化。在现有理论的基础上,采用试验的方法,通过对不同工况下制冷剂质量流量的监测,定量分析了压缩机的容积效率变化规律。试验中采用某型号不同功率压缩机进行测试,其结果表明压缩机的容积效率随着蒸发温度的降低和冷凝温度的升高而降低,特别是在当蒸发温度低于-35℃时,压缩机的容积效率已经小于50%,严重影响了压缩机的能效。对于不同功率的压缩机,随着蒸发温度由-15℃下降至-40℃,其容积效率从70%多降至30%左右,功率越小的压缩机,容积效率下降得越快。特别是低蒸发温度对小功率压缩机的容积效率影响比较大,其下降率接近60%,容积效率只有30%左右。试验研究为制冷系统的性能改进提供参考,在低温制冷系统的设计时,一定要合理选用活塞式制冷压缩机,以实现节能的目标。     

不同缺口形式小冲杆试样测试3Cr1MoV钢韧脆转变温度的对比

将加氢反应器中的3Cr1MoV钢试块加工成直线型U型和V型缺口试样,并在-196～25℃进行小冲杆试验,对比研究了2种缺口形式试样的载荷-位移曲线、断口形貌以及Esp/Fm(Esp为断裂能,Fm为最大载荷)-温度曲线。结果表明:V型缺口试样的载荷-位移曲线在温度低于-140℃下存在pop-in现象;U型缺口试样的载荷-位移曲线光滑,随着温度的降低,其最大载荷先增后降,最大位移减小;在相同试验温度下,2种缺口形式试样的断口形貌差异不大;U型缺口试样的Esp/Fm-温度曲线具有明显的上下平台,其拟合相关系数高于V型缺口试样的,因此U型缺口试样比V型缺口试样更适用于小冲杆试验评估韧脆转变温度。     

热处理工艺对ZG40CrNi2Mo力学性能的影响

为确定ZG40CrNi2Mo的稳定热处理工艺,使其拥有良好的强韧型配合,获得较高的综合力学性能,通过试验对照,研究了热处理工艺对ZG40CrNi2Mo力学性能的影响。试验结果表明,试样经过860℃淬火+550℃回火的调质工艺热处理后,材料获得了最佳综合力学性能,抗拉强度达到1 156 MPa,屈服强度达到1 034 MPa,常温冲击功KU₂达到53 J,-40℃冲击功KU₂达到22.5 J。     

基于V型缺口试样冲击性能确定1Cr17Ni2不锈钢的热处理工艺

对1Cr17Ni2不锈钢进行了不同温度的淬火+回火热处理,研究了其V型缺口试样冲击性能与淬火和回火温度的关系;基于V型缺口试样冲击性能确定了较佳热处理工艺,并测试了该工艺热处理后试验钢的拉伸性能。结果表明:V型缺口试样的冲击吸收功随淬火温度和回火温度的升高而增大;回火温度对其断裂方式的影响大于淬火温度的,随回火温度升高,断裂方式从沿晶和解理的脆性开裂向韧窝型韧性开裂转变;当淬火温度为980℃或1 020℃,回火温度大于650℃时,该钢可满足螺柱冲击韧性和强度的要求,如需二次回火,则推荐二次回火温度应高于620℃。     

热循环对9Ni钢接头粗晶热影响区显微组织和低温韧性的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机在t8/5(800℃到500℃冷却时间)分别为6,10,30,60,100s下制备了9Ni钢接头粗晶热影响区(CGHAZ)试样,并对试样进行了低温冲击试验,研究了t8/5对CGHAZ显微组织和低温韧性的影响。结果表明:CGHAZ的显微组织主要由板条马氏体组成,当t8/5为30s时,显微组织中出现粒状贝氏体,且其数量随t8/5的延长而增多;随着t8/5的延长,CGHAZ中马氏体板条束尺寸先略有增大后减小,韧脆转变温度先升高后降低;不同t8/5下CGHAZ在-100,-125℃的冲击功都高于200J,随着冲击温度的下降,冲击断口均由韧窝形貌向准解理形貌转变。     

R32中间补气压缩空气源热泵系统的试验研究

对以R32为工质带经济器的中间补气压缩空气源热泵系统进行了试验研究与分析。结果表明:在蒸发温度为-2~-15℃范围内,该系统的相对补气量、制热量和耗功均随着补气压力的升高而增大;当蒸发温度为-15℃时,最大相对补气量约为33%,同时排气温度可降低11℃;当蒸发温度为-6℃时,系统COP达到最大值时所对应的最佳补气压力范围是1.50~1.54 MPa。在蒸发温度低于-6℃的条件下,带经济器的中间补气压缩空气源热泵系统的制热性能具有明显的优势。     

X100抗大变形管线钢焊接热影响区的显微组织与冲击功

采用部分再结晶区加速冷却的方法获得了X100抗大变形管线钢,利用焊接热模拟技术制备了不同热影响区试样并研究了其冲击功和显微组织。结果表明:X100抗大变形管线钢具有较强的极限应变能力,其组织为粒状贝氏体和多边形铁素体;模拟热影响区试样的冲击功随热循环峰值温度的升高而下降,当峰值温度为1 300℃时,冲击功为247.9J,比母材的降低了17.3%,冲击断裂方式也从韧性断裂转为解理断裂;热循环峰值温度升高使热影响区组织发生再结晶,并且晶粒粗化,降低了其韧性。     

微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉含量的方法研究

试验目的:建立微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉的方法。试验方法:对试样采用微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定,并比较不同灰化、原子化温度对吸光度的影响。试验结果:灰化温度600℃、原子化温度2 400℃得到很理想的测试效果。被测大米中镉含量不超标。试验结论:此方法快速、准确、可靠,满足大米中镉的测定。     

扫描方式与预热温度对激光选区熔化制备大尺寸AlSi10Mg合金性能的影响

采用激光选区熔化技术制备大尺寸AlSi10Mg合金试样,研究了扫描方式(棋盘式扫描与均匀扫描)及基板预热温度(80℃和120℃)对AlSi10Mg合金试样显微组织、密度和力学性能等的影响。结果表明:扫描方式是影响试样相对密度、拉伸性能和冲击性能的主要因素,而预热温度主要影响试样的硬度;预热温度80℃、棋盘式扫描方式下试样的相对密度最大(98.69%),拉伸性能和冲击韧性最好;预热120℃、棋盘式扫描方式下试样的硬度最高(257HV)。     

12Cr2Mo1锻件法兰低温冲击韧性不合格的原因分析

12Cr2Mo1锻件法兰在进行力学性能检测时,-30℃低温冲击不合格。通过对试样进行理化分析及模拟性试验发现,工件在进行热处理时,正火条件是造成低温性能不合格的关键因素。由于正火温度较低和保温时间较短,使得工件在热处理时奥氏体均匀化程度不好,因此材料的韧-脆转变温度提高,造成低温冲击不合格。     

超高强钢30CrMnSiNi2A冲击韧度试验研究

通过对含Ⅴ型缺口试样的示波冲击试验和断口分析,研究温度对超高强钢30CrMnSiNi2A冲击韧度的影响。结果表明,实测的载荷一位移曲线上最大载荷所对应的位移随温度的降低而减小,而最大载荷随温度变化不明显：30CrMnSiNi2A的冲击韧度随温度的降低而降低,温度低于-40℃时裂纹形成功、裂纹扩展功和总功均随温度降低明显下降;随着温度的降低,断口上的空穴数量增多,体积增大,导致裂纹扩展容易,裂纹扩展功下降。