大气环境下1180MPa级超高强钢延迟开裂寿命研究

通过对试验钢进行拉深成形模拟超高强钢实际应用时的应力、应变状态,研究了盐雾和大气环境下DP1180钢、MS1180钢和QP1180钢这3种1180 MPa级超高强汽车薄板钢拉深冲杯试样的延迟开裂寿命.试验结果表明:在盐雾条件下,DP1180钢的抗延迟开裂性能最好,QP1180钢的抗延迟开裂性能最差;但大气环境下,DP1...     

马氏体超高强钢钢管开裂原因分析

采用马氏体超高强钢加工的矩形钢管经酸洗除锈后发生开裂，通过实验室模拟酸洗试验、残余应力分析及氢含量测定，对钢管开裂的原因及机理进行分析。结果表明:钢管开裂是由于酸洗导致的氢致脆性开裂，钢管成型过程中产生的弯角内壁张应力、原始微裂纹以及酸洗吸氢是导致开裂的主要因素，从优化钢管成型及酸洗工艺等方面提出预防和改进措施。     

1180MPa级超高强钢慢速率拉伸延迟开裂性能

针对DP1180和QP1180两种超高强度汽车用钢板,通过微观组织分析和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了这两种1180 MPa级超高强汽车钢的延迟开裂性能。试验结果表明,DP1180钢的微观组织为马氏体+铁素体,QP1180钢的微观组织为马氏体+铁素体+少量残余奥氏体。试验钢的延迟开裂性能用其在0. 1 mol·L~(-1)的HCl介质中与空气介质中的力学性能指标的比值表示。QP1180钢断裂时间、断面收缩率、断后伸长率、抗拉强度的比值均低于DP1180钢,说明0. 1 mol·L~(-1)的HCl介质对QP1180钢力学性能指标影响更大些,其延迟开裂的敏感性更高。     

超高强马氏体钢抗氢致延迟开裂性能的研究

超高强马氏体钢易氢致开裂。通过渗氢试验、热脱附试验及动态低应变速率拉伸试验等,研究了具有不同组织的冷轧马氏体钢1号、2号试样的抗氢致延迟开裂性能。1号试样组织为马氏体+铁素体+渗碳体,平均晶粒尺寸为7.0μm; 2号试样组织为回火马氏体+渗碳体,平均晶粒尺寸为6.1μm。结果表明：1号试样的表观扩散系数D_ap为7.081×10^-7 cm²/s, 2号试样的为4.670×10^-7cm²/s; 1号试样的可扩散氢含量为0.192 3μg/g,明显小于2号试样的0.260 5μg/g; 2号试样对氢的敏感性大于1号试样;随着充氢电流密度的提高,拉伸试验时1号试样从韧性断裂变为准解理断裂,2号试样则从韧脆性断裂变为穿晶脆性断裂;与1号试样相比,2号试样的氢表观扩散系数和可扩散氢含量均更大;对于超高强钢,除了有效氢陷阱外,减小局部应力也能显著改善抗氢致延迟开裂性能。     

拉深成形工艺对1180MPa级超高强钢抗延迟断裂性能的影响

采用拉深成形工艺和盐酸溶液浸泡腐蚀试验方法,研究了QP1180和DP1180钢的抗延迟断裂性能.结果表明:随着拉深比的增大,材料内应力增大,QP1180和DP1180钢发生延迟断裂的时间缩短,裂纹数量和裂纹长度均增加,抗延迟断裂性能下降.DP1180钢的抗延迟断裂性能优于QP1180钢,DP1180钢可在更大的拉深比下...     

高强钢延迟断裂敏感性评价研究现状

现代工业迫切需要提高钢结构材料的强度,但钢材随着强度提高对氢的敏感性也升高,特别当抗拉强度超过1 200 MPa时,高强钢由氢引起的断裂更为严重。因此,在高强钢的开发进程中,必须进行延迟断裂敏感性评价。本文总结了国内外高强钢的延迟断裂敏感性评价方法,指出临界氢浓度与环境中的氢侵入行为结合是延迟断裂敏感性评价的有效方法。     

油井管钢氢致开裂门槛值研究

四种高强度油井管钢动态及氢时,进入试样的可扩散氢含量ｃ０和充氢电流ｉ成正比,而氢致断裂门榄应力σｃ与名义屈服强度σｔ之比和ｌｎｃ０成正比,即σｃ／σｔ＝Ａ－Ｂｌｎｃ０,测量了四种钢在Ｈ２Ｓ中浸泡进入试样的Ｃ０,求出相应的ｉｃ,用ｉｃ充氢时同的门槛应力σｃ（Ｈ）／σｔ和Ｈ２Ｓ中应力腐蚀门槛应力σＣ（Ｈ２Ｓ）／σｔ相一致,这表明,可用特定电流下的动态充氢来代替Ｈ２Ｓ应力腐蚀。     

石油用S135钻杆钢氢渗透与氢致滞后开裂行为

通过电化学渗氢技术与恒载荷拉伸试验方法,研究了不同充氢电流密度下S135钻杆用钢的氢扩散系数、试样中的可扩散氢浓度及其氢致开裂门槛应力。结果表明,S135钻杆用钢在0.5 mol/L H2SO4+0.25 g/L As2O3溶液中电化学充氢后的可扩散氢浓度C0与充氢电流密度的平方根i成正比,恒载荷条件下,氢致开裂门槛应力σHIC随可扩散氢浓度的对数lnC0的升高而下降。     

汽车高强钢锻件淬火开裂分析与有限元模拟北大核心CSCD

某汽车高强钢锻件在生产中面临淬火开裂问题,急需从生产工艺上回溯开裂原因。对淬火后的某汽车高强钢锻件进行解剖,观察了裂纹形貌、金属流线、微观组织和元素分布,发现断裂处材料流动极不均匀,锻造变形时剧烈的滑移和剪切是导致开裂的主要原因。模拟了某SAE5137H汽车高强钢锻件在浓度为9%的PAG淬火液(聚烷撑乙二醇质量分数为9%的水性淬火介质)中淬火的过程,发现淬火开裂位置的最大等效应力远低于材料的抗拉强度,淬火应力较小。综合裂纹分析的试验结果和有限元分析结果可知,该锻件锻造过程中材料流动不均匀,局部产生剧烈滑移,使材料塑性下降,虽然在锻造后未直接开裂,但在淬火热应力的作用下因塑性不足而导致开裂。根据开裂原因,将位置A开裂处预锻模膛局部凹模圆角半径减小至R8 mm,并对锻件位置B处局部加热,锻件淬火开裂比例显著下降,解决了开裂问题。     

1800MPa级冷轧热成形钢的组织与性能北大核心CSCD

采用膨胀仪测定了一种1800 MPa级冷轧热成形钢的相变点;通过OM、SEM、EBSD等方法检测了其经热轧和热成形后的显微组织,采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机对其进行热处理,测量了其力学性能。结果表明:热轧后实验钢的组织为珠光体和铁素体,热成形后的组织为马氏体和极少量奥氏体。冷轧热成形钢在850℃保温淬火后其综合力学性能最好,抗拉强度最高达到1845 MPa,屈服强度也达到了1033 MPa,伸长率达到了7.4%;由EBSD分析可知,850℃保温后实验钢具有细小的原始奥氏体晶粒和马氏体组织及较高密度的小角度晶界,这是其保持较高的强度和伸长率的原因。     

1000MPa级DP钢的成形特性试验

对宝钢产1000MPa级冷轧双相钢和热镀锌双相钢的材料特性和成形特性进行试验,深入分析钢板的力学性能、扩孔性能和成形极限。研究表明,宝钢1000MPa级超高强钢板具有较好的力学性能,其延伸率和扩孔率与国外同类产品相近,成形极限试验测量得到的FLD0为18%,低于采用软钢经验公式计算值。摩擦试验表明,冷轧GI板表面摩擦系数明显低于热镀锌CR板,此外,涂油对CR板表面影响较小,但对GI板表面有较大的影响。     

低合金高强度抗应力腐蚀开裂海洋软管用钢的开发

通过合金成分设计,轧制、热处理工艺的探索,开发了低合金高强度海洋软管用钢,其屈服强度大于600 MPa且满足抗氢脆、抗氢致开裂、抗应力腐蚀开裂性能,并通过全浸腐蚀实验对该钢的海水腐蚀行为进行了研究。结果表明,采用低C、低Mn并复合添加耐蚀元素Cr、Mo和采用合理的热轧、冷轧、调质处理工艺,可获得满足抗应力腐蚀开裂性能的600 MPa级高强钢。耐蚀元素的添加使实验钢具有良好的耐海水腐蚀能力,腐蚀稳定状态下的平均年腐蚀速率为0.11 mm/a。     

高强钢应力腐蚀门槛值随强度的变化规律

恒位移试样测量表明,４０ＣｒＭｏ钢在３．５％ＮａＣｌ水溶液中应力腐蚀（ＳＣＣ）门槛应力强度因子ＫＩＳＣＣ随屈服强度σｓ指数下降、即ＫＩＳＣＣ＝１．３８×１０６ｅｘｐ（－８．２６×１０－３σｓ）．动态充氢时氢致开裂（ＨＩＣ）门槛应力强度因子ＫＩＨ随试样中可扩散氢浓度Ｃ０（１０－６）的对数而线性下降,即ＫＩＨ＝３１．１－９．１１ｎＣ０． ＳＣＣ时也遵循这个规律．发生ＨＩＣ型ＳＣＣ的临界氢浓度Ｃｔｈ随σｓ指数下降,从而可导出ＫＩＳＣＣ＝ａｋ１ｅｘｐ（－ｋ２σｓ）;其中ａ＝３ＲＴ　／２（１＋ν）ＶＨ,ＲＴ是热能,ρ是裂纹止裂时的曲率半径,ＶＨ是氢在钢中的偏摩尔体积,ν为Ｐｏｉｓｓｉｏｎ比,ｋ１和ｋ２则是和成分及组织有关的常数．     

特殊超高强钢切边圆盘剪关键技术研究

针对国内超高强特殊钢中厚板精整剪切设备尚属空白的问题,本文对超高强度钢、特殊钢中厚板剪切工艺的关键技术进行研究,研发出一种适应实际生产状况的剪切中厚板的切边圆盘剪。采用了高耐磨耐冲击刀具、上下刀架孔错位于机架中心线的箱体结构。对重叠量调整的装置与模型、侧向间隙调整的装置进行了详细分析。生产实践应用表明：由此设计的切边圆盘剪既可顺利对超高强度钢、特殊钢中厚板等进行切边处理,又具有结构可靠、调整方便的特点,产生了较高的经济效益。     

1 200 MPa级热轧超高强钢组织及性能

针对超高强钢的开发,介绍了马钢 1 200 MPa级超高强的化学成分设计及生产工艺。利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子拉伸试验机、布氏硬度计以及湿式橡胶轮试验机等,研究了免热处理1 200 MPa级热轧超高强钢的组织及力学性能、冷弯性能、表面布氏硬度和耐磨性能。结果表明,1 200 MPa级热轧超高强钢的显微组织为马氏体+铁素体,马氏体体积分数为70%~75%,铁素体体积分数为25%~30%;其 R_p0.2≥800 MPa, R_m≥1 200 MPa, R_p0.2/R_m≤0.70, A₅₀≥15%,表面布氏硬度不小于350HBW;90°冷弯,D=2a合格,具有高强度、高硬度、易成形的特点;同时,1 200 MPa热轧高强钢的耐磨性优异,其耐磨性分别是500、800 MPa级高强钢的2.05~2.1倍、1.38~1.39倍。     

1000MPa级双相钢弯曲性能试验

弯曲性能是衡量汽车用超高强钢板冲压成形的重要指标。通过14种典型DP980CR和DP980GI超高强钢板的弯曲极限试验,深入分析1000MPa级超高强钢板的弯曲极限Rmin/t,并研究了各向异性和剪切质量对弯曲极限的影响规律。研究结果表明,宝钢1000MPa级超高强DP钢的弯曲极限与进口材相近,DP980CR的Rmin/t约为2,DP980GI的Rmin/t约为2.2。超高强DP钢的弯曲极限与延伸率间无相关性,这与经典塑性理论有所不同。各向异性对超高强钢板相对弯曲半径影响显著,0°方向的相对弯曲半径明显高于90°方向试样,进口材料和宝钢材料均如此。边部质量对超高强钢板弯曲极限影响显著,冲裁后弯曲极限比铣削状态降低,而毛刺带位于弯曲外侧,进一步降低弯曲极限,Rmin/t达到3.6。     

不同厚度1300 MPa级超高强钢焊接工艺及焊接接头性能研究

对最低屈服强度为1 300 MPa的超高强钢进行焊接性分析,选取最优的焊接工艺参数对Q1300E钢进行焊接工艺评定及产品模拟件试验。用冷裂敏感指数(P_cm)及碳当量公式CEN评估低合金高强钢的冷裂敏感性更为精准,预热温度确定在一个合适的工程裕度范围内是超高强钢焊接的核心。研究结果表明：厚8 mm的Q1300E钢焊接预热温度确定为110℃,道间温度110～115℃,热输入为4～7 kJ/cm,接头抗拉强度≥1 600 MPa,强韧性最优;厚15 mm焊接试板预热温度为125℃,道间温度125～150℃,热输入为6～12 kJ/cm,接头抗拉强度≥1 200 MPa,强韧性最优。     

20钢氢致开裂临界浓度与应力的关系

本文介绍了利用Devanathan氢渗透法计算临界氢浓度的理论模型,结合调质20钢,测定了在不同应力作用下,试件沿氢渗透方向上的氢浓度分布和氢致断裂造成的裂纹萌生(主要沿MnS夹杂界面)时的临界氢浓度值,并对相关问题进行了简单的讨论。     

高强钢氢脆敏感性和氢致附加应力的相关性

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了高强钢40CrMoTi的氢脆敏感性与氢致附加应力的关系。试验表明,氢致附加应力aσd随试样的屈服强度sσ以及固溶氢浓度C0的对数的增加而线性升高,其关系为,aσd=-260+0.226sσ+63.9 lnC0,高强钢恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σHIC=863-145lnC0(sσ=900 MPa),σHIC=891-183 lnC0(sσ=1 050 MPa)。预充氢试样慢应变速率拉伸时的相对断裂应力σF(H)/σF随氢浓度对数的升高而线性下降,即,σF(H)/σF=0.97-0.18 lnC0(sσ=900 MPa),σF(H)/σF=0.95-0.24 lnC0(sσ=1 050 MPa)。