模拟实际工况条件下高锰钢加工硬化能力的研究

采用自制落锤式冲击试验机系统研究了在"相对冲击功"作用下诸因素对高锰钢加工硬化能力的影响.结果表明,对于给定成分的高锰钢,只有在高于临界"相对冲击功"的情况下,才能达到最佳的硬化效果;锰含量的降低和碳含量的升高有利于加工硬化能力的提高;稀土变质处理可以提高加工硬化速率,但不能改善最终的硬化效果;合适的沉淀强化处理可以在一定范围内提高高锰钢的加工硬化能力.与传统的小能量冲击或静载荷压缩或拉伸形变相比,以"相对冲击功"进行试验研究更能真实地反映实际工况的加工硬化规律.     

高能量冲击接触载荷下高锰钢组织形态与加工硬化机制

滑移和孪生仍然是高能量冲击接触载荷下高锰钢变形的方式;位错,孪晶,微晶和非晶态组织是高锰钢变形的主要组织形态,位错胞是高锰钢在冲击载荷下特有的亚结构;高密度变形条带相互交叉、阻滞或截割,使奥氏体组织严重细化,变为微晶甚至是纳米晶,同时发生严重的点阵畸变,使晶体的自由能升高,晶体变成非晶态,微晶与非晶态的产生是高能量冲击载荷下,高锰钢加工硬化的一个很重要的机制。     

辙叉用高锰钢滚动接触疲劳表层硬化特征及组织分析

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射仪(XRD)等对辙叉用高锰钢试样的滚动接触疲劳特性进行了分析。研究表明,高锰钢疲劳表层硬度最大值为580～690 HV0.3,硬化层深度为1～2 mm,硬化机制以孪晶、位错和层错为主,缺少冲击载荷是硬化规律异于高锰钢辙叉实际服役条件下硬化规律的主要原因。在100 ℃及1800 MPa的接触应力下循环3.5×10⁶周次,高锰钢发生了时效,析出的碳化物为体心结构的Fe_0.6Mn_5.4C₂。接触应力的存在降低了高锰钢析出碳化物的温度,即在高锰钢时效所需的能量中,额外机械能的增加可以使所需的热能相对地减少。     

铸态锰钢的加工硬化性能

采用压缩试验方法,就合金元素对铸态锰钢的加工硬化性能的影响作了系统试验;试验结果表明,锰含量的降低,奥氏体的稳定性下降,因而铸态锰钢的加工硬化能力提高,适宜的N、Cr含量及N/Cr比使铸态锰钢的加工硬化能力显著提高,并对铸态锰钢的加工硬化机理作了重点分析探讨。     

高能量冲击接触载荷下高锰钢磨损机理的研究

位错、孪晶,微晶和非晶态组织是高能冲击接触载荷下高锰钢变形的主要组织形态,高密度变形条带相互交叉,阻滞或截割,使奥氏体组织严重细化为微晶甚至是纳米晶,同时发生严重的点阵畸变,使晶体的自由能升高,晶体变成非晶态;微晶与非晶态的产生是高能量冲击载荷下,高锰钢加工硬化的一种机制,微晶和非晶的产生及其镶嵌分布是高锰钢在高能冲击接触载荷下具有较高综合机械性能,优越耐磨性的一个很重要的原因。     

中铬奥氏体合金抗冲击磨损堆焊材料

针对高应力磨粒磨损工况条件研制的中铬Ｃ－Ｃｒ－Ｍｏ系奥氏体体堆焊材料ＦＡＷ焊条,具有焊接工艺性好,堆焊金属抗裂性好和加工硬化率高的特点,是替代奥氏体锰钢的理想焊接材料。通过对该材料的化和磨损性能及其机理的试验研究,探讨了合金的冷作硬化及冲击磨损的一般规律。硬化机制以形变强化与碳化物析出强化为主,磨损形式以塑性凿削式去除为主。     

时效处理对超高锰钢组织及力学性能的影响

研究了时效处理工艺对超高锰钢的组织及小变形轴向压缩情况下的形变硬化能力的影响.结果表明,适当的时效处理可以提高超高锰钢的形变硬化能力,硬化速率与起始硬度无关.经时效处理的超高锰钢,真应力一真应变分段符合Hollomon方程,具有双n力学行为,小变形即可获得较高形变硬化.     

抗冲击磨损奥氏体堆焊材料

针对具有冲击磨粒磨损工况条件，成功研制出了一种奥氏体堆焊材料EKCM50。该堆焊材料为Fe-Mn-Cr-Mo-V合金系，通过耐磨性对比试验分析，堆焊合金耐磨性能优于D256焊接材料。经过加工硬化冲击试验，EKCM50焊接材料堆焊层硬度由32HRC升高到45HRC，经过冲击磨损试验，40min后，试验材料堆焊磨损失重几乎不变。通过对该材料的加工硬化和磨损性能的试验研究，探讨了此种奥氏体材料的加工硬化及耐磨机理，以及加入的合金元素对该焊接材料的耐磨性及耐磨机理的影响规律。     

MODULATED STRUCTURES AND ORDERING STRUCTURES IN ALLOYING AUSTENITIC MANGANESE STEEL

1. IntroductionThe high work hardening of austenitic manganese steel may be one of the most important properties for this material, but until now its mechanism remains uncertain. Theearly thought is that the hardening results from strain-induced transformation of ac to aor e martensites[1,2], but the detailed investigation has shown that austenitic manganesesteel with Hadfield composition is very stable during plastic strain[3]. Roberts[4] attributedthe strain hardening to deformation twinning…     

钇稀土复合多元合金变质包芯线在高锰钢中的应用研究

利用钇基重稀土和轻稀土两种不同种类的稀土生产的变质包芯线对高锰钢进行变质细化处理,研究了不同种类稀土及不同加入量对高锰钢冲击值及耐磨性能的影响.结果 表明:加稀土较未加稀土试样冲击韧性和初始硬度稍有提高,但变化不明显,但经钇基稀土复合多元合金变质线处理后试样的伸长率比未经稀土处理的试样提高较明显;钇基稀土复合多元合金变...     

新型22Cr-15Ni奥氏体耐热钢高温低周疲劳行为

22Cr15Ni3.5CuNbN新型奥氏体耐热钢是为620 ~ 650 ℃的超(超)临界电站锅炉管道制造而研发的新型奥氏体耐热钢,其高温性能的优劣对机组的安全可靠运行具有重要意义. 文中通过22Cr15Ni3.5CuNbN钢在650 ℃下的低周疲劳试验,研究了其在不同应变幅条件下的应力?应变关系及疲劳寿命. 通过对断口形貌的分析研究了其断裂机理. 结果表明,22Cr15Ni3.5CuNbN钢在高温下表现出明显的循环硬化行为,且没有明显的应力饱和现象出现. 其硬化行为与材料内部位错密度的增加有关. 采用基于塑性应变能密度对其疲劳寿命进行了预测,取得了良好的预测效果. 疲劳断口可以分为3个区域:裂纹源区、裂纹扩展区以及瞬断区. 在较高的应变幅条件下,在断口处可观察到多个裂纹源. 多个裂纹源的形成和二次裂纹的产生是导致其疲劳寿命下降的重要原因.     

加工硬化对高锰钢低温韧性的影响

本文通过系列冲击试验,研究了加工硬化对高锰钢低温韧性的影响。研究结果证实了高锰钢具有低温脆性,加工硬化使高锰钢的脆性增加,韧脆转化温度升高;冲击断口由室温下的韧窝断口逐渐转化为低温下的沿晶断口,在加工硬化时还会出现解理断口。     

大型挖掘机铲斗高锰钢焊接工艺的研究

高锰钢在较大的冲击载荷或接触应力作用下,其表层迅速产生加工硬化,生成高密度位错和形变孪晶,产生高耐磨的表面层,内层奥氏体仍保持着良好的韧性。当焊接、切割、碳弧气刨等工序使高锰钢再次加热,极易使碳化物沿晶界析出,从而使其热影响区失去韧性而变脆。本文通过对大型挖掘机铲斗材料和结构的研究,制定出既能保证焊接接头质量又经济的大型挖掘机铲斗的高锰钢焊接工艺。     

A study of the impact deformation and fracture behaviour of austenitic manganese steel

This study uses the split-Hopkinson pressure bar to investigate the impact deformation and fracture behaviour of austenitic manganese steel at strain rates ranging from 2.0×10³ s⁻¹ to 8.0×10³ s⁻¹ at room temperature. The experimental results indicate that strain rate exerts a significant influence on the mechanical properties of austenitic manganese steel. With an increasing strain rate, the impact flow stress, work hardening rate, and strain rate sensitivity increase, while the activation volume decreases. The variations of strain rate sensitivity and activation volume are closely related to the work hardening stress. The results of this study show that the observed flow behaviour is described accurately by the Zerilli-Armstrong constitutive law. Fractographic analysis reveals that the specimen fracture is dominated by the formation of an adiabatic shear band formation. Furthermore, dimple characteristics and cleavage facets are observed on the fracture surface, indicating a relatively ductile fracture mode. The cleavage fracture is found to be associated with the increasing strain rate, which gives rise to a loss of deformability.     

中高锰钢耐磨堆焊层的自强化机理

针对高锰钢堆焊可焊性差的问题,利用接触疲劳试验分析了Mn元素在Fe-Mn合金中的作用.阐述了中高锰钢耐磨堆焊层的自强化机理.高锰钢的自强化以加工硬化为主,而中锰钢的自强化以应变诱发马氏体相变强化为主.这种特殊的强化机制能够显著提高堆焊层的使用寿命.通过相变热力学分析,对获得中锰钢堆焊层成分的方法进行了设计.利用动载磨料磨损试验验证了中高锰钢的自强化机理.     

ART退火后冷却方式对0.1C-7.2Mn钢加工硬化行为的影响

以0.1C-7.2Mn热轧和冷轧中锰钢为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、室温拉伸试验等手段,研究了奥氏体逆相变(ART)退火后不同冷却方式对中锰钢加工硬化行为的影响。结果表明,热轧试验钢ART退火后得到板条状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样中有大量碳化物析出,而水冷抑制了碳化物析出。冷轧试验钢ART退火后得到了等轴状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样表现为连续屈服,而水冷促进了组织的等轴化;热轧试样获得更高体积分数的残留奥氏体,获得了优异的力学性能;残留奥氏体体积分数越大,拉伸变形过程中发生的TRIP效应越持久,提供更高、更持续的加工硬化。     

轧制变形对Mn13组织及性能的影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜和HD-187.5型硬度计对高锰钢在不同轧制应力条件下的组织和性能进行了分析和研究。结果表明:随形变量的增大,位错密度增加,组织中孪晶的数量明显增加,晶粒细化。高锰钢的硬度随着形变量的增加而增大。说明大量的孪晶变形、孪晶和位错之间的交互作用是高锰钢产生应变硬化的主要原因。     

轧制变形对Mn13组织及性能的影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜和HD-187．5型硬度计对高锰钢在不同轧制应力条件下的组织和性能进行了分析和研究。结果表明：随形变量的增大，位错密度增加，组织中孪晶的数量明显增加，晶粒细化。高锰钢的硬度随着形变量的增加而增大。说明大量的孪晶变形、孪晶和位错之间的交互作用是高锰钢产生应变硬化的主要原因。     

Study on comprehensive properties of duplex austenitic surfacing alloys for impacting abrasion

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亚温淬火对09MnNiDR容器钢板组织及断裂性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、热膨胀分析仪等对连铸-轧制方式生产的60 mm厚09MnNiDR容器钢板经不同亚温淬火+回火工艺处理后的组织和低温冲击性能进行了分析.结果表明:相比两次亚温淬火+回火工艺,采用淬火+亚温淬火+回火工艺的试验钢1/2厚度处冲击吸收能量大大提高,这与组织中小尺寸晶粒的占比提高有关;前者冲击断口形貌...