夹杂物对高强钢冲击性能影响及优化分析

夹杂物对高强钢性能影响较大,本文通过对冲击性能偏低试样断口形貌及夹杂物进行观察,结果表明：试样断口形貌以脆性断裂为主,并在韧性断裂向脆性断裂转变区存在的B类、DS类以及大尺寸TiN夹杂,夹杂物破坏了基体组织连续性,促进裂纹萌生,是导致冲击性能恶化的主要原因。通过对精炼、连铸工艺和化学成分进行优化,使材料冲击性能和稳定性得到显著改善。     

济钢NVB级船板应变时效敏感性试验研究

研究了不同塑性变形量的应变时效对NVB钢板的强度、塑性及低温韧性和脆性转变温度的影响，结果表明，NVB钢板的应变时效敏感性较低，经5％时效后仍具有较好的低温韧性。通过微观组织分析，不同温度下试样的金相组织以铁素体和少量珠光体为主，20℃断口形貌为韧窝状，0--40℃断口出现准解理形貌，带状组织易导致材料韧性的恶化，钙硅酸盐类非金属夹杂物对脆性转变温度有不良作用，容易加速钢板的脆化倾向。     

S355系列钢冲击韧性不合格原因分析

针对S355系列钢伸长率低、低温冲击功不合格的问题,对韧性不合格的S355J2钢取样,进行拉伸试验、低温冲击试验,并对其金相组织及冲击断口形貌进行观察。结果表明:组织中存在中间偏析及魏氏体铁素体组织是造成韧性不合格的主要原因。通过对热轧控轧控冷工艺进行调整,增加道次压下率、降低精轧出口温度及冷却速率等措施,使产品韧性得到较大的提高,伸长率提升5%以上,冲击功提升5倍,达到130J以上,很好地解决了S355系列钢韧性不稳定的问题。     

低碳贝氏体高强钢焊接工艺及冲击韧性研究

对Q690E低碳贝氏体高强钢进行80％ CO2+20％ Ar混合气体保护焊接试验,并检测母材、焊接接头金相组织和力学性能,通过SEM手段观察母材和焊接接头冲击试样断口形貌.结果 表明:Q690E钢母材冲击断口形貌表现为韧性断裂,焊接后热影响区(HAZ)冲击断口形貌表现为解理断裂;经过微观组织分析,HAZ冲击韧性下降,主要原因是HAZ区贝氏体组织中出现大量的M-A组元.HS-70焊丝低强匹配及熔合区贝氏体片层粗化导致焊接接头强度明显低于母材.     

夹杂物与钢的断裂

钢的断裂按其性质、方式和断口形貌进行分类,有脆性断裂,韧性断裂,沿晶断裂,穿晶断裂……等。与夹杂物有关的断裂多为韧性断裂。研究韧断机理,对说明夹杂物在铜的断裂过程中的行为,解释夹杂物与产生事故的原因都具有十分重要的意义。韧性断裂机理,通常用光滑试样的静拉伸断口形貌加以鉴别。若断口呈韧窝状,即     

预精轧机辊轴断裂原因分析

通过对断口形貌特征进行宏观检查、金相检验以及扫描电镜和能谱分析,确认辊轴断裂是由于长期使用造成的疲劳断裂。辊轴母材表面组织粗大,镀层厚度不均匀,降低了表层材料的韧性和使用寿命。     

热轧16Mn钢板断口中硫化物的三向行为

通过对热轧16Mn钢板纵、横、厚向断口的大量观察,从硫化物形态、断口形貌和断裂机制之间的相互关系着手,分析了钢板塑性和韧性各向异性的原因。各向断裂中硫化物形态、断裂方式和断口形貌的对应关系与夹杂物/钢基交界面分离原理相一致。沿轧制方向伸长的硫化物夹杂在钢板的各向断面里具有不同的形态,因而构成不同形状、尺寸和数量的硫化物/钢基界面。在延性断裂过程中,这些交界面抵抗裂纹形成和扩展的能力不同,从而导致断裂方式和断口形貌的差异,造成钢材塑性和韧性的各向异性。     

热处理对TC10钛合金冲击性能的影响

对TC10钛合金用不同固溶温度进行热处理,测试其冲击性能,并观察组织变化和断口形貌,研究了固溶温度对TC10钛合金冲击性能的影响。结果表明,随着固溶温度的提高,初生α相逐渐减少,当温度达到950℃后初生α相全部转化为β相,从断口形貌看,试样由韧性断裂转变为脆性断裂,冲击性能随热处理温度的提高先升高再降低,中间出现一段稳定的最高值。     

热处理工艺对316H不锈钢中厚板力学性能影响研究

采用扫描电镜对316H钢中厚板冲击、拉伸试样断口进行观察,结果表明,冲击不合和屈服强度较低试样断口形貌均为脆性断裂,因断口上有大量富铬钼的σ相,严重影响了钢的塑性、韧性。分析了钢板在轧制及热处理过程中可能出现σ相的环节,对钢板热轧后的冷却速率,钢板固溶过程中的加热速度、保温温度、保温时间进行了一系列调整,调整工艺后生产的316H不锈钢中板厚度方向不再析出σ相,各个位置力学性能满足要求。     

NVB级船板应变时效敏感性试验

研究了不同塑性变形量的应变时效对NVB钢板的强度、塑性及低温韧性和脆性转变温度的影响.结果表明,NVB钢板的应变时效敏感性较低,经5%时效后仍具有较好的低温韧性.通过微观组织分析,探讨了不同温度下的金相组织和冲击断口形貌特征.实验表明,带状组织易导致材料韧性的恶化, 钙硅酸盐类非金属夹杂物对脆性转变温度有不良作用,容易加速钢板的脆化倾向.还从位错角度对应变时效的微观机理进行了简要阐述.     

硫化物形态对16Mn钢断裂行为的影响

本文通过电镜观察了断口断裂面变形组织和位错密度,并结合示波冲击负荷-时间曲线,研究了硫化物形态对16Mn钢板断裂行为的影响。这种影响是造成断口形貌与材料韧性不一致的原因。不加稀土16Mn钢宏观断口呈木纹状,无明显断口三要素,微观形貌为沿长条状硫化物界面断裂的脆性断裂机制。加稀土16Mn钢宏观断口多呈结晶状,有明显的断口三要素,放射区结晶颗粒的微观形态属准解理断裂机制。因此单凭宏观断口形貌是不能真实地反映断裂本质,而需结合断口的微观机制、根据断口三要素中纤维区和剪切唇所占比例来判断。     

700 MPa级HSLA钢冲裁开裂分析

针对700 MPa级HSLA钢冲裁开裂问题,利用拉伸、冲击、弯曲试验机,扫描电镜及光学显微镜分别对其力学性能、断口形貌及显微组织进行了分析。结果表明:经Nb、Ti复合强化的HSLA带钢强度较高,夹杂物控制较好,但由于组织不均导致材料韧性较差,进而在加工过程中出现开裂。通过将Mn、Ti含量分别降低0. 40%及0. 030%,增加终轧后两道次压下量至17%及11%,降低终轧温度40℃,从成分调整及控轧控冷工艺方面进行优化,可得到均匀细小的F+P热轧组织,在降低材料强度的同时提高了冲击韧性,且冷弯性能良好,完全满足冲裁加工的要求。     

高能超声波处理高硅铝硅合金的组织和力学性能

采用高能超声波对Al-20%Si合金进行熔体处理,研究超声波处理对Al-20%Si合金微观组织形貌及其力学性能的影响。结果表明,在660℃温度下,对Al-20%Si合金熔体进行高能超声波处理,可以使铝硅合金的初晶硅形貌由粗大的板片状逐渐变成细小的球状颗粒,圆整度高,分布均匀,并且使其抗拉强度和延伸率提高。通过对合金拉伸断口形貌的观察,发现在经过超声处理的Al-20%Si合金断口上有较多的撕裂带和韧窝,表现为脆性断裂和韧性断裂的混合型断口。     

TC4钛合金丝材焊件冲击失效分析

采用钨极氩弧焊接工艺获得TC4钛合金丝材防护架,随后对其进行冲击试验,发现多处焊接点发生断裂失效。为此,研究了TC4钛合金丝材焊接处的组织、显微硬度以及断口形貌。结果表明,在快速加热及冷却的热循环作用下,焊件焊合区域产生马氏体相,主要以α'相形式存在,另有少量的α″相;焊合区域的局部显微维氏硬度平均值达5.5 GPa,是母材区域硬度值的近1.5倍;相比于TC4钛合金丝材弯曲断裂的韧性断口形貌,焊件断口存在解理台阶,为脆性断裂,这主要归结于马氏体的存在使得焊接处塑性和韧性降低。     

退火态及马氏体态M5锆合金管轴向拉伸性能研究

M5锆合金经β相区淬火后会发生马氏体相变,为了解具有马氏体相的M5锆合金管的轴向拉伸性能并研究马氏体相对锆合金管轴向拉伸性能的影响,通过静态拉伸试验对退火态及马氏体态的M5锆合金包壳管室温轴向拉伸性能进行了研究,并采用扫描电镜对静态拉伸断口进行了观察。结果表明,马氏体态M5锆合金管比退火态M5锆合金管强度高,但塑性和韧性低;从微观断口形貌来看,两种状态的M5锆合金管轴向拉伸断口形貌均为韧窝,断裂机理均为微孔聚集型断裂,断裂类型均为韧性断裂。     

石 油 套 管 失 效 分 析

 通过化学成分和金相分析、宏观和微观断口形貌观察、力学性能测试及相关的理论计算对断裂的N80(1)石油套管进行失效分析,结果表明： N80(1)石油套管断裂是由于套管材质的组织韧性较差、化学成分分布不均和冲击韧性过低等因素造成的。     

原始组织对690 MPa级海工钢亚温淬火后强韧性的影响

 为了稳定亚温淬火工艺与工业化生产,通过力学性能分析及显微组织观察,对比了正火+亚温淬火+回火、在线淬火+亚温淬火+回火、离线淬火+亚温淬火+回火3种热处理工艺对690 MPa级海洋工程用钢板组织性能的影响。结果表明,采用离线淬火+亚温淬火+回火工艺结果最理想,能够大幅度提高钢板的低温冲击性能和伸长率。同时,还能够获得较低的屈强比,断口形貌全部为韧窝,呈明显的韧性断裂,而且随着亚温保温时间的增加,强度逐渐提高,当保温时间达到30 min以后,强度及条片状铁素体基本不发生变化;采用直接淬火态+亚温淬火+回火虽然可以保证高强度低屈强比,但是冲击功表现较为离散,稳定性欠佳,断口形貌为混合型,以韧性断裂为主;采用正火态+亚温淬火+回火工艺效果最差,尤其是不能保证钢板低温韧性,断口形貌全部为解理,呈明显的脆性断裂,其中片条状铁素体形貌是决定优良低温冲击性能的关键因素。     

烧结温度对TiC/Cu复合材料组织和性能的影响

本文研究了烧结温度对TiC/Cu复合材料组织和性能的影响,研究结果表明,随着烧结温度的升高,骨架密度增加;渗Cu试样随着骨架密度的增加,硬度增加,而抗弯强度降低,低骨架密度TiC/Cu复合材料的抗弯显微断口有明显的韧窝,呈伪韧性断口形貌.     

高强度船体用结构钢拉伸试验样断口分层的影响因素

用物理检验方法,对高强度船体用结构钢的拉伸试验样断口分层的金相组织和断口形貌进行归类和分析。结果表明,拉伸试验样断口分层是由夹杂物和心部成分偏析造成的,严格控制钢材的纯净度和优化轧制工艺,可提高船体用结构钢的品质。     

GT1钢COD试验研究

测定了GT1钢热轧、常化和搪烧三种状态的临界COD值δ_i或δ_c,并与T06TiA和A3钢韧性进行了对比。结果表明,经过常化和搪烧后,GT1钢韧性得到显著改善,它的δ_i虽低于T06TiA钢,但远高于A3钢。对GT1钢三种状态的金相组织、微观断口形貌、碳化物尺寸及分布进行了分析,发现它们之间存在的差异,导致了韧性的不同。