FV520(B)钢异种钢焊接接头的组织和性能研究

通过拉伸试验、示波冲击试验和硬度试验,对两种焊后热处理（850℃油淬＋560℃时效、850℃油淬＋600℃时效）下的沉淀硬化不锈钢FV520（B）/低碳调质钢18CrMnMoV异种钢焊接接头的组织和力学性能进行了研究,结果表明：两种焊接接头中,焊缝组织粗大,硬度最高,韧性最低;600℃时效处理后的焊缝和两种母材的硬度均低于560℃时效处理后的焊接接头的相应位置的硬度,但前者的韧性高于后者;在两种焊接接头中的FV520（B）母材侧热影响区均存在软化区,这是导致两种焊接接头在拉伸试验中均断裂于该位置的主要原因;600℃时效的焊接接头具有比较合理的综合力学性能。     

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2 000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M_(23)C_6相外还存在Fe_2MoC相和Cr_7C_3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。     

600℃时效后HR3C钢的显微组织和冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和冲击试验机等,研究了HR3C钢在600℃时效不同时间后的显微组织和室温冲击韧性。结果表明:时效后HR3C钢的显微组织为奥氏体和析出相,析出相主要为Nb(C,N)和M23C6;随着时效时间的延长,析出相数量不断增多,其中M23C6沿晶界析出,并不断聚集、长大成条块状,最终相互连接;时效初期,HR3C钢的冲击吸收能量明显下降,断口形貌以韧窝为主,时效200h后冲击吸收能量的下降趋势减缓,断口中沿晶裂纹数量增多,时效500h后的断口主要为沿晶断裂。     

微观组织对高强铝合金接头冲击韧度的影响

以2519-T87高强铝合金为研究对象,研究其接头的冲击断裂性能及微观组织。研究表明,晶界上分布的α+θ(CuAl2)共晶相是焊缝中心和熔合线附近区域韧性较差的主要原因,并且由于熔合线附近等轴晶区中的共晶相数量高于焊缝中心区域,导致其成为接头韧性最差的区域。晶界液化以及显微裂纹的产生是部分熔化区脆化的主要原因。析出物的溶解使完全回归区获得接头最大冲击吸收功22 J,而析出物的粗化导致过时效区韧性降低,冲击吸收功仅仅只有7 J。断口观察发现除了部分熔化区的断口是脆性断口,接头其他区域断口均为韧窝型断口,且完全回归区中的韧窝最深,韧窝内部的析出物最少。     

热处理对马氏体不锈钢FV520B的组织和力学性能的影响

讨论研究热处理对马氏体不锈钢FV520B的组织和力学性能的影响,从而得出经1050℃固溶处理 850℃中间处理 470℃时效时FV520B钢的强度达到极大值。     

630℃长时时效对G112钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、冲击试验机和拉伸试验机等研究了630℃长时时效对G112钢组织和力学性能的影响;并用X射线衍射仪及扫描电镜的背散射电子系统分析了经不同时间时效后G112钢中的析出相及其含量。结果表明:630℃时效态试验钢中存在Laves相、M23C6相和M(C,N)相;随着时效时间的延长,各析出相含量不断增多,其中Laves相的析出速度和析出量都比M23C6相高,平均尺寸比M23C6相小,对强化的作用较大;630℃时效3 000h后G112钢的高温强度下降了约12.0%,室温冲击功下降了约52.2%;G112钢力学性能的变化是马氏体板条回复和析出相强化共同作用的结果。     

大截面新型预硬型塑料模具钢SDP1Cu的时效析出强化机制

在固溶处理时采用油冷和缓冷两种冷却方式来模拟得到大截面新型预硬型塑料模具钢SDP1Cu的表面和心部组织,研究了不同时效处理(350～600℃保温1～20 h)对组织与硬度的影响,并通过电阻法和熟化理论探讨了时效析出强化机制。结果表明：随着时效温度的提高和时间的延长,油冷后马氏体组织和缓冷后贝氏体组织逐渐分解直至消失,渗碳体颗粒弥散分布在铁素体基体上;在500℃时效2～20 h后,油冷和缓冷钢的硬度差在0.5 HRC之间,截面硬度均匀性良好;富铜析出相在高于400℃后开始析出,随着时效温度升高,析出相尺寸增大,析出强化机制由模量强化和共格强化相结合的位错切过机制转变为位错绕过机制。     

高温时效对P92耐热钢持久性能的影响

将P92耐热钢在650℃分别时效600,1 200h后,再在170MPa,650℃下进行单轴拉伸蠕变试验,观察了时效和蠕变断裂后试验钢的显微组织,分析了其持久性能。结果表明:时效后试验钢中的板条马氏体发生粗化,组织中析出了Laves相,且时效时间越长,Laves相的数量越多、直径越大;蠕变断裂后,近断口组织中的板条马氏体均变为等轴状;时效后试验钢的蠕变断裂寿命缩短但蠕变断裂应变提高,持久性能下降;时效前后试验钢在蠕变过程中均发生了韧性断裂,时效后蠕变断口上的韧窝较小且较浅。     

不同温度淬火对45钢疲劳裂纹扩展行为的影响

对不同温度(760,800,840℃)淬火+350℃回火处理的45钢进行了疲劳裂纹扩展速率试验,得到了疲劳裂纹扩展速率曲线,研究了淬火温度对其疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:与840℃淬火(常规淬火)后的相比,760,800℃亚温淬火后试验钢组织中存在未溶铁素体,且800℃亚温淬火后的马氏体组织细小,韧性较好;试验钢的疲劳裂纹扩展速率曲线在裂纹稳定扩展阶段符合Paris公式,随着淬火温度的升高,裂纹扩展速率减小;疲劳断口分为裂纹低速扩展区、裂纹稳定扩展区和瞬断区3个区域,800℃亚温淬火后的低速扩展区相对平坦,稳定扩展区则比较粗糙,存在准解理形貌,瞬断区有明显的撕裂棱、剪切唇和韧窝形貌,高度差达到283.9μm左右,韧性断裂所占比例较大。     

650℃时效不同时间后Super304H钢的显微组织

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等研究了Super304H钢在650℃时效不同时间后的显微组织。结果表明：500h内时效后Super304H钢的组织均为奥氏体和析出相,析出相主要由Nb（C,N）、富铜相和M23C6组成,而供货态没有M23C6;在时效初期析出相的析出速率相对较快,300h后趋于稳定...     

服役时间对1Cr5Mo钢制高温紧固螺母显微组织和力学性能的影响

针对某火电厂超临界机组汽轮机1Cr5Mo钢制紧固螺母服役后硬度大幅下降现象,在566℃下对1Cr5Mo钢制螺母进行时效试验(等效于服役),研究了时效时间对显微组织和力学性能的影响,并与566℃下服役约105 h螺母的组织和性能进行了对比.结果表明:在不高于566℃的条件下,1Cr5Mo钢制螺母显微组织转变缓慢,时效28...     

690MPa级低合金高强钢熔敷金属冲击断裂行为研究

冲击试验是衡量金属材料韧性的最有效手段之一。对690 MPa级低合金高强钢熔敷金属进行–50℃示波冲击,分析焊接层间温度在80℃和200℃时试样的冲击性能。应用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射等分析手段并采用Lepera腐蚀法,对近断口区的组织、M-A组元及夹杂物进行观察,研究冲击过程中裂纹的形核和扩展规律。结果表明:层温对熔敷金属冲击吸收功影响显著,层温80℃和200℃时,所选冲击试样裂纹形成功和扩展功分别相差6.7 J和34.0 J。进一步研究表明,两种层温下,近断口区组织主要由板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。层温80℃时,组织主要以板条状贝氏体为主,粒状贝氏体少量分布,M-A组元以少量的颗粒状存在;层温200℃时,粒状贝氏体数量增多,M-A组元的形态以条状和块状居多,数量增加;M-A组元这种形态和数量上的变化是导致两种层温下启裂功不同的主要原因。而熔敷金属中大角度晶界数量的不同,是造成两种层温下裂纹扩展功不同的主要因素。     

氮对奥氏体型热作模具钢组织和性能的影响

向奥氏体型热作模具钢中添加质量分数为0.208%的氮元素,通过显微组织观察、力学性能与热稳定性能测定,研究了氮对该钢组织和性能的影响。结果表明:加入氮后,钢中主要析出相为V(C,N),硬度提高了2HRC;在750℃时的热稳定性更佳,在20h的时效时间内硬度维持在45HRC以上;在晶界处存在形状规则的钒的碳氮化物,降低了晶界强度,使含氮钢的室温横向冲击功下降了约8%。     

New fault detection method based on reduced kernel principal component analysis (RKPCA)

Remanufacturing is the only way for sustainable development of mechanical equipment manufacturing. For remanufacturing blanks containing cracks, the primary task is the prevention of crack propagation to ensure effectiveness of the manufacturing processes to follow. When pulsed current passes through a specimen, due to the existence of crack, the temperature around the crack tips rises sharply and may even climb above the fusion point of the material, which causes the crack tip to become blunt. In this work, with compressor rotor blade material FV520B as a specimen, the distributions of current density, temperature field, and stress field are calculated at the instant of discharge based on the thermo-electro-structure coupled theory. The crack arrest experiment is performed on high pulsed current discharge device of type HCPD-I. By making comparisons of morphology, microstructure, and size of fusion zone and heat-affected zone (HAZ) around the crack tip before and after energizing, the relationships between the sizes of fusion zone and the HAZ and the discharge energy and the current path are derived. The obvious partition and refined grains around the crack tip are prominent because of violent temperature change. The experimental and simulation results are found in fine agreement. The high current pulsed discharge can be used effectively to prevent a crack to further expand and show substantial potentials for application in remanufacturing domain.     

离心压缩机叶轮材料FV520B冲蚀规律和机理的研究

利用高速冲蚀试验系统,以7 μm、10 μm、14 μm多角氧化铝微粒为冲蚀颗粒,在120 ~ 210 m/s冲击速度范围内,对离心式压缩机叶轮材料FV520B在模拟压缩机叶轮高速粒子冲蚀环境下的冲蚀规律进行了系统的试验研究。对冲蚀表面形貌进行分析,研究冲蚀磨损机理。结果表明：参与冲蚀的粒子质量在5 ~ 80 g之间时,冲蚀率先增加后减小即为冲蚀过渡期,冲蚀粒子质量大于80 g后冲蚀率趋于平稳,进入冲蚀稳定期;高、低强度的两种FV520B材料,均呈现出典型的塑性材料的冲蚀特性,最大冲蚀率分别出现在24°、18°的冲击角度附近;高强度FV520B在24°和90°冲击角度时的速度指数分别为3.37和3.68,速度指数随冲击角度的增大而增大;FV520B冲蚀磨损的实质是微切削与变形磨损共同作用,在低角度冲蚀时,以微切削磨损为主,而在大于60°的高角度冲蚀,以变形磨损为主。     

显微组织对X80管线钢冲击性能的影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜、落锤冲击试验机等研究了具有不同显微组织高温轧制X80管线钢的冲击性能,并分析了不同显微组织中析出物的成分及尺寸。结果表明:具有针状铁素体和多边形铁素体的X80管线钢较粒状贝氏体钢铁具有更高的冲击功和断面纤维率,且二者都具有较高的裂纹扩展功,三种显微组织X80管线钢的析出物尺寸均主要集中在50~140 nm,其产生的析出强化作用对韧性损害较小;综合考虑强度及韧性的要求,对开发高温轧制22 mm厚的X80管线钢来说,宜采用针状铁素体组织。     

时效温度对马氏体不锈钢激光焊接接头组织和性能的影响

对Fe-Cr-Ni-Mo-Ti型(0Cr13Ni7MoTi)马氏体时效不锈钢激光焊接接头进行不同温度时效处理,时效温度选择在420～580℃范围内。激光焊接接头显微组织呈现出焊缝区、热影响区(Heat affected zone,HAZ)和基体三个不同区域。结果显示,在500℃以下时效处理,焊缝区、热影响区和基体主要由马氏体板条组成,在540℃及以上温度进行时效处理,三个区域均有逆转变奥氏体形成,使各区域硬度下降;焊接接头经过时效处理后各个区域的硬度变化规律不一致,时效后硬度低点出现于热影响区或基体;拉伸测试显示,不同时效态的断裂位置均与硬度低点区域一致,屈服强度在460℃时效时取得最大值,此温度时效处理的焊接接头具有最佳的拉伸性能;拉伸断口断裂机制发生由未时效的准解理断裂到时效态的韧性断裂转变。     

Numerical calculation and experimental research on crack arrest by detour effect and joule heating of high pulsed current in remanufacturing

The remanufacturing blanks with cracks were considered as irreparable. With utilization of detour effect and Joule heating of pulsed current, a technique to arrest the crack in martensitic stainless steel FV520B is developed. According to finite element theory, the finite element（FE） model of the cracked rectangular specimen is established firstly. Then, based on electro-thermo-structure coupled theory, the distributions of current density, temperature field, and stress field are calculated for the instant of energizing. Furthermore, the simulation results are verified by some corresponding experiments performed on high pulsed current discharge device of type HCPD-I. Morphology and microstructure around the crack tip before and after electro pulsing treatment are observed by optical microscope（OM） and scanning electron microscope（SEM）, and then the diameters of fusion zone and heat affected zone（HAZ） are measured in order to contrast with numerical calculation results. Element distribution, nano-indentation hardness and residual stress in the vicinity of the crack tip are surveyed by energy dispersive spectrometer（EDS）, scanning probe microscopy（SPM） and X-ray stress gauge, respectively. The results show that the obvious partition and refined grain around the crack tip can be observed due to the violent temperature change. The contents of carbon and oxygen in fusion zone and HAZ are higher than those in matrix, and however the hardness around the crack tip decreases. Large residual compressive stress is induced in the vicinity of the crack tip and it has the same order of magnitude for measured results and numerical calculation results that is 100 MPa. The relational curves between discharge energies and diameters of the fusion zone and HAZ are obtained by experiments. The difference of diameter of fusion zone between measured and calculated results is less than 18.3%. Numerical calculation is very useful to define the experimental parameters. An effective method to prevent further extensi     

微合金化元素钛对中碳非调质钢韧性的影响

探讨了钛对非调质钢的显微组织和变形过程的影响。测试了钢在平面应变状态下的断裂韧性,计算了冲击和拉伸状态下的裂纹形成能和扩展能。用SEM研究了断口形貌。结果表明,钢中加入钛可使先共析钛素体量增多,在冲击状态下,加入钛对韧性影响不大,钒钢和钒钛钢均为准解理断裂,但在静态拉伸时,钒钛钢为剪切断裂,钒钢为准解理断裂。     

16Mn钢焊接件疲劳裂纹扩展的微观特征研究

研究了在循环载荷作用下,16Mn钢焊接件疲劳裂纹的扩展情况.通过光学显微镜观察了裂纹扩展的微观特征,发现了裂纹在焊接结构不同部位的扩展路径方式并分析了显微组织对裂纹扩展的影响.裂纹在母材处为穿晶扩展,在热影响区和焊缝金属中的扩展为穿晶和沿晶混合型.