普通B级船用开平板与中板性能的对比研究

通过对新工艺下B级船用开平板与传统B级船用中板厚度规格为[10,12] mm,[14,16] mm,[18,20]mm,[22,24]mm4个组距的抗拉强度、屈服强度、拉伸性能和残余应力等力学性能进行比较分析,获得一系列试验结果.试验结果表明:B级开平板的纵横向抗拉强度与屈服强度指标均优于同等规格的B级中板;B级开平板纵向的伸长率高于横向的伸长率.纵横向力学性能的差异可能是由于纵横向变形程度不同造成的.     

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应用AG-IS 100kN岛津电子万能试验机测试超低碳钢冷轧薄板的拉伸性能,分析了试验温度(-40～200℃)、轧制方向和试样厚度(0.27～0.35mm)对其拉伸性能的影响.研究结果表明:抗拉强度随着温度的升高先降低而又略有增加,在200℃时材料出现屈服平台,其强度为135 MPa.伸长率A值随着温度的升高先增加后降低,而后又有所增加.纵向试样的抗拉强度和伸长率值较横向试样的高5％～15％.0.27 mm厚度试样的抗拉强度最高,伸长率最小,0.3mm厚度试样抗拉强度最小、伸长率最大.     

Influence of Deformation Twins on Mechanical Properties and β Precipitation of Large-Cross-Section (290 mm × 230 mm) AZ80 Bar Fabricated by “Multi-direction Forging + Extrusion + Cold Compression ” Technique

采用“多向锻造+挤压+在线水冷”技术制备出截面尺寸为290 mm×230 mm的Mg-8Al-1Zn (AZ80,质量分数,%) 合金棒材,沿横截面的230 mm方向 (ND) 对棒材进行冷压缩,压下量约为20 mm,冷压缩导致横截面心部 (C) 产生大量变形孪晶,而表层 (O) 的孪晶较少。研究了形变孪生对力学性能和析出反应的影响。沿挤压方向 (ED)、截面的290 mm方向 (TD) 和 ND 3个方向从C 和 O 切取拉伸试样。测试结果表明：棒材的室温力学性能存在显著的各向异性和表里不一致性。挤压材的 O 沿 ED（ED-O）具有最高的强度,其性能为：RP0.2、Rm和 A分别为 295 MPa、401 MPa和10%, 而 C 沿 ND（ND-C）具有最低的强度,其性能为：RP0.2、Rm和 A 分别为164 MPa、273 MPa和 7%。织构是导致各向异性和表里不一致性的主要原因,而变形孪生对织构有重要影响。冷压缩之前,C存在2种取向,即： [0001]Mg∥TD 和 [0001]Mg∥ND;冷压缩后,O的织构几乎没有变化,而变形孪晶导致C的织构发生重大转变,[0001]Mg∥TD取向被大幅弱化,而[0001]Mg ~∥ND取向被大幅加强。合金155 ℃/7 h时效后,变形孪晶内析出了β连续析出相,这些孪晶内的β析出相比层片状β非连续析出相更加细小弥散     

[110]和[112]取向β-sn单晶体的形变行为

对[110]和[112]取向的单晶Sn试样在不同温度和不同应变速率下进行了拉伸实验．结果表明,两种取向的sn单晶体对应变速率都极为敏感,[110]取向晶体的应变速率敏感指数m为0．133,高于[112]取向的0．108,表现出较高的塑性．单晶sn在变形过程中表现出很强的加工硬化,[110]取向试样的加工硬化指数n约为0．54,高于[112]取向的0．46．通过电镜观察得到,[110]取向试样的变形以多系滑移方式进行,[112]取向试样是以交滑移和孪晶方式共同进行变形;[110]取向晶体首先开动的滑移系是{010}（100）,开动这个滑移系的临界分解切应力（CRSS）为3．1MPa．两种取向的单晶体变形的激活能Q在3552kJ／mol之间,根据激活能和滑移形貌的观察,得出变形过程是由交滑移机制控制的结论．     

连续柱状晶组织CuNi10Fe1Mn合金变形行为的各向异性

研究了连续柱状晶组织Cu Ni10Fe1Mn合金板试样沿平行柱状晶生长方向(SD)和垂直柱状晶生长方向(PD)拉伸时的力学性能和变形行为,讨论了连续柱状晶组织各向异性对合金力学性能和变形行为的影响.研究结果表明:试样沿SD和PD均具有[100]择优取向,但沿SD所有晶粒的取向均分布于[100]附近,平均Taylor因子m值约为2.17,而沿PD部分晶粒的取向分散于[001]-[011]之间,具有一定的取向分散性,m值约为2.93.低取向分散性、无横向晶界约束等组织特征使试样沿SD变形时应力分布均匀,各晶粒沿拉伸方向变形一致,屈服强度和抗拉强度分别为85和215 MPa,断后伸长率达到42%,具有典型韧性断口;由于存在一定的取向分散性和横向晶界,使得PD试样变形时出现明显的晶界应力集中和表面凹凸起伏,屈服强度明显增加,为115 MPa,断后伸长率下降至36%,具有混合型断口.连续柱状晶组织Cu Ni10Fe1Mn合金的晶粒取向和晶界分布的各向异性是造成变形行为各向异性的原因.     

影响3003-3铝合金负极箔比电容的因素的研究

我公司试制成的电容器用3003-3铝合金负极箔材,有的用户反映经工艺腐蚀后比电容值偏低。通过试验研究,将3003-3负极箔材的毛坯厚度适当增加,增大了成品箔的冷变形程度,使此电容器负极箔材经工艺腐蚀后的比电容值显著提高。     

Al-Mg-Si-Mn合金平板压铸件的组织与疲劳裂纹扩展行为

对常规压铸(DC)和真空压铸(VDC)Al-Mg-Si-Mn合金平板铸件的微观组织、力学性能和疲劳性能进行研究,并且用SEM和EDS等手段分析了断口形貌。结果表明:Al-Mg-Si-Mn合金的微观组织主要由初生α-Al,[Al+Mg2Si]共晶区以及Al15(Fe,Mn)3Si2颗粒构成。常规压铸试样和真空压铸试样的抗拉强度(Rm)、屈服强度(Rp 0.2)、弹性模量(E)和伸长率(A)分别为321 MPa,205 MPa,54 MPa和3.9%,以及331 MPa,210 MPa,55 MPa和4.4%。真空压铸试样的裂纹扩展速率曲线斜率(2.824)低于常规压铸试样(3.693),因而真空压铸试样的抗疲劳性能较好。试样的拉伸断口显示出大量脆性断裂特点即解理平面,而疲劳断口则可清晰观察到疲劳条纹和撕裂棱。     

控轧控冷工艺对X80级抗大变形管线钢组织与性能的影响

对试制的X80级抗大变形管线钢不同开始冷却温度下的力学性能进行了测试,并通过扫描电镜分析了不同开始冷却温度下钢板最终组织及形态,研究了控轧控冷工艺对X80级抗大变形管线钢组织与性能的影响.结果表明,随着钢板开始冷却温度的降低,X80级管线钢中的先共析铁素体量逐渐增加,贝氏体含量逐渐降低,钢板抗大变形性能参数提高.当开始冷却温度在740 ℃时,钢板具有最佳的综合力学性能,其屈服强度Rt0.5为565 MPa,抗拉强度Rm为730 MPa,伸长率A为42.7%,屈强比Rt0.5/Rm为0.75,Rt1.5/Rt0.5为1.181,Rt2.0/Rt1.0为1.116,均匀变形伸长率达到12.33%,具有较强的抗变形能力.     

变形孪生对“多向锻造+挤压+冷压”技术制备大截面(290mm×230mm)Mg-8Al-1Zn合金挤压棒材力学性能和β相析出的影响（英文）

采用"多向锻造+挤压+在线水冷"技术制备出截面尺寸为290 mm×230 mm的Mg-8Al-1Zn(AZ80,质量分数,%)合金棒材,沿横截面的230 mm方向(ND)对棒材进行冷压缩,压下量约为20 mm,冷压缩导致横截面心部(C)产生大量变形孪晶,而表层(O)的孪晶较少。研究了形变孪生对力学性能和析出反应的影响。沿挤压方向(ED)、截面的290 mm方向(TD)和ND 3个方向从C和O切取拉伸试样。测试结果表明:棒材的室温力学性能存在显著的各向异性和表里不一致性。挤压材的O沿ED(ED-O)具有最高的强度,其性能为:RP0.2、Rm和A分别为295 MPa、401 MPa和10%,而C沿ND(ND-C)具有最低的强度,其性能为:RP0.2、Rm和A分别为164 MPa、273 MPa和7%。织构是导致各向异性和表里不一致性的主要原因,而变形孪生对织构有重要影响。冷压缩之前,C存在2种取向,即:[0001]_(Mg)∥TD和[0001]_(Mg)∥ND;冷压缩后,O的织构几乎没有变化,而变形孪晶导致C的织构发生重大转变,[0001]_(Mg)∥TD取向被大幅弱化,而[0001]_(Mg)~∥ND取向被大幅加强。合金155℃/7 h时效后,变形孪晶内析出了β连续析出相,这些孪晶内的β析出相比层片状β非连续析出相更加细小弥散。     

冷轧变形量对7A75铝合金组织性能的影响

研究了冷轧变形对7A75铝合金微观组织和力学性能的影响,并探讨了第二相粒子促进形核的机制。采用光学显微镜(OM)和透射电镜(TEM)观察了微观组织,采用万能拉伸试验机测试了力学性能,采用板材成形试验机测试了杯突值(IE)。结果表明:随冷变形量的增大,7A75铝合金的强度和伸长率均逐渐增大,且屈服强度的升高幅度大于抗拉强度。50%冷变形时屈服强度和抗拉强度分别达到435 MPa和460 MPa,与未经冷变形时相比分别提高了190 MPa和110 MPa,同时伸长率提高到14%。杯突IE值与伸长率的变化规律一致。30%、50%和70%的冷变形下,基体晶粒平均尺寸分别为31.5、13.5和13.0 μm,冷变形量越大,基体晶粒尺寸越细小越均匀。过时效处理后,7A75铝合金中的MgZn₂粒子尺寸大于0.5 μm时,在冷变形后的固溶处理过程中为再结晶提供形核位置;而50~100 nm之间的粒子钉扎在晶界处,有效地抑制了再结晶晶粒的长大。     

镍中间层对铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织的影响

采用搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW),引入厚度为0.05 mm镍箔作为中间层,在焊接速度不变条件下,采用不同转速对厚度为4 mm的6061铝合金和AZ31镁合金进行平板对接,对接头进行系列微观组织表征及力学性能测试,探讨转速对接头中镍颗粒分布状态,金属间化合物(intermetallic compounds, IMCs)种类与分布及接头强度的影响规律. 研究结果表明:与未引入中间层接头相比,引入镍改变了铝/镁异种金属FSW接头焊核区(weld nugget zone, WNZ)中IMCs种类及分布,WNZ存在明显的镁合金与铝合金相间的带状组织,其上分布着絮状Al₁₂Mg₁₇、颗粒状Mg₂Ni、层状Al₃Mg₂及大小不一的镍箔颗粒;随着转速增加,镍箔颗粒分布愈加均匀,Al₃Mg₂数量相对减少,且脆性Al₃Mg₂由连续分布逐渐演变为断续分布;当转速为750 r/min时,接头抗拉强度达到最大值,与未引入中间层接头相比,引入镍中间层接头抗拉强度提高了56 MPa,达到镁合金的56.9%.     

两相区加热对Si-Mn系TRIP钢组织和性能的影响

研究了两相区加热（奥氏体化）对低碳Si-Mn系TRIP钢组织和性能的影响。试验用钢分别经750℃、780℃、810℃、840℃加热,保温50 min,随后迅速将试样放入420℃的盐浴炉中等温1 h,再油冷至室温,结果得到贝氏体、铁素体、残留奥氏体的三相组织。通过拉伸试验,测得加热温度为810℃时,钢的综合性能Rm×A5达到最大值18 590 MPa.%,断后伸长率也达到最大值22%。在该温度奥氏体化的钢硬度和冲击韧度也达到了较高值。     

基于Ti中间层的SiCp/6061-T6Al MMCs低功率激光-TIG复合焊组织与性能

以0.1mm厚的Ti箔做中间夹层,使用低功率激光-TIG复合焊的方式对SiCp/6061-T6Al MMCs 进行焊接,并对接头的宏观形貌、显微组织、物相、电阻率、抗拉强度及断口形貌进行分析。结果表明：激光功率对焊缝的成形有着较大影响;Ti箔的加入基本抑制了焊缝中针状Al₄C₃生成,并生成TiC增强相以及条状TiAl₃;焊缝区为等轴晶组织,熔合区为柱状晶组织,热影响区组织变化不明显;随着激光功率的增加接头的电阻率呈现出增加的趋势,并明显高于母材;在554W时接头的抗拉强度可达196.98MPa,是母材强度的54.71%。接头断口中几乎没有气孔,韧窝中的第二相粒子以TiC为主,接头呈现出以脆性断裂为主的脆-韧性混合断裂特征。     

高碳钢片对铝硅镀层热成形钢激光焊接接头组织性能的影响

以45号碳钢薄片为夹层,利用CWX3000光纤激光器对1.5 mm厚的铝硅镀层热成形钢进行激光焊接试验,研究焊缝碳含量对焊接接头显微组织和力学性能的影响. 试验结果表明,碳钢薄片的加入使焊缝碳含量增加,奥氏体相区扩大,焊缝δ铁素体的体积分数由17.3%降低至4.5%,焊缝平均硬度由425 HV增加至557 HV,焊接接头的抗拉强度由980 MPa增加至1 280 MPa,杯突值由1.7 mm增加至3.2 mm,抗拉强度及成形性能均有所提升.     

极限规格热轧高强耐候钢的开发

通过中C、高Ti成分设计,采用合理的控制轧制和控制冷却工艺,充分发挥Ti的析出强化和细晶强化作用,在首钢迁钢2 250 mm热连轧生产线上开发出综合力学性能优异的薄宽规格（4 mm×1 800 mm）热轧高强耐候钢,其力学性能：ReL≥750 MPa,Rm≥900 MPa,A≥16%,工艺成本低,生产效率高。     

球铁件铁丸真空实型铸造工艺的研究

球铁件铁丸真空实型铸造时,造型材料采用粒径分别为φ0.3 mm、φ0.5 mm、φ0.8 mm的空气雾化铁丸,按比例混合,混后其紧实堆装密度宜为4.78 g/cm3。造型时振动频率为50 Hz,振幅在0.5~1.5 mm之间,振动时间5 min左右。浇注时铸型真空度根据铸件的尺寸和质量控制在-0.038~-0.068 MPa之间。力学性能检测结果为(QT500-7):бb(铁丸)≥568 MPa,бb(干砂)≥514 MPa,比干砂铸造提高约10%;δ(铁丸)均=9.2%,δ(干砂)均=8.8%,基本无变化。     

Development of high strength stainless steel brazed joints using rapidly solidified filler alloys

Abstract

Two types of rapidly solidified filler alloys of nominal composition Cu–40Mn–10Ni (C50) and Ni–7Cr–3·2B–4·5Si–3Fe (N82) were used for stainless steel (SS304) brazing joints. The C50 foil is crystalline in nature, whereas N82 foil shows amorphous structure. The SS304/C50/SS304 joint shows solid solution phases at interfacial area, with maximum bond strength of 500 MPa, which qualifies to 80% of base metal strength. Conversely, the SS304/N82/SS304 joint develops brittle Cr_xB_y intermetallic phases, which lowers bond strength to 330 MPa.     

TiAl金属间化合物电子束焊接头应力场分布特征

采用热弹塑性有限元方法,对TiAl金属间化合物平板电子束焊接接头的焊接应力进行了三维数值模拟,并分析了应力分布状态与裂纹特征之间的关系.结果表明,沿焊缝方向σx为残余拉应力,在焊道中部维持在较高水平,最高拉应力为390MPa.焊道中部横截面σx方向为残余拉应力,在热影响区附近达到最大值415 MPa,σy方向也为残余拉应力,且在距焊缝中心1.9 mm处达到最高值160 MPa左右.在不同焊接热输入条件下接头最高抗拉强度为304.7 MPa,断裂发生在接头热影响区附近,即残余应力最大的区域.     

高比分SiCp/2024铝基复合材料激光原位焊接头断裂行为

以Ti-6Al-4V合金作为中间层对45%(体积分数)的SiCp增强铝基复合材料进行激光原位焊接,对比分析了不同焊接条件下的接头断裂行为.结果表明,钛夹层厚度为0.5 mm时,有利于获得成形良好、界面结合性紧密的接头.接头断裂位置位于焊缝中心,抗拉强度可达母材强度的50%,此时的断裂机制为准解理断裂;钛夹层厚度增加到0.8 mm时,焊缝中易出现气孔、未熔合缺陷,界面反应也不充分,接头断裂位置位于接头界面,抗拉强度较低,断裂机制多为脆性断裂.     

镍基690合金的晶粒控制及其对力学性能的影响

针对不同C含量的690合金,分别研究了C含量对合金晶粒长大行为及退火孪晶的影响。结果表明:在0.011%~0.028%的范围内,C含量变化显著影响690合金晶粒长大过程,其平均晶粒尺寸随着C含量升高而逐渐减小,尤其是C含量在0.020%~0.028%区间时,C含量的晶粒细化效果更为显著。合金组织中∑3ⁿ(n=1、2、3)晶界体积分数基本均随C含量升高而呈先升后降趋势;0.020%左右C含量合金具有更高的∑9和∑27晶界体积分数分布。在此基础上选择C含量为0.02%的合金进一步探讨了固溶温度变化引起的合金晶粒尺寸与力学性能之间的定量关系发现:690合金晶粒细化对强度的影响规律遵循位错塞积模型的Hall-Petch关系,且通过拟合发现抗拉强度强化系数k_T值(18.95 MPa·mm^1/2)小于屈服强度强化系数k_y值(23.67 MPa·mm^1/2),晶粒细化对屈服强度的强化效果比抗拉强度更高。溶质元素变化通过固溶强化引起的强化增量为243 MPa,而晶粒细化引起的强化增量在157~7 MPa之间,690合金强化机制主要为固溶强化机制。