800MPa级低合金高强钢焊接工艺试验

本文针对乌东德水电站压力钢管制造,分别采用手工电弧焊、埋弧自动焊、富氩气体保护焊进行现场焊接工艺试验,通过分析研究焊接工艺试板力学性能,确定了合理的焊接工艺（埋弧自动焊）参数,为800MPa级低合金高强钢超大型压力钢管制造提供了经验借鉴。     

390MPa级低合金高强钢的低温韧性

采用系列冲击试验研究了控轧控冷技术生产的390MPa级低合金高强钢的低温韧性,并分析了其低温韧性与组织特征的关系。结果表明：该钢具有良好的低温韧性,在-40℃时的冲击功为127J,远大于相关标准的技术要求,按照能量法确定的韧脆转变温度为-56℃;由于该钢晶粒十分细小,裂纹在扩展过程中频繁改变断裂路径,提高了其抵抗解理断裂的能力,从而使其具有良好的低温韧性。     

在多轴载荷下45钢的循环特性

通过多轴疲劳试验，研究了在多轴加载条件下45钢的循环特性变化规律，分析了非比例附加强化、多轴循环软化/硬化特性及疲劳寿命对加载路径参数的依赖性，结果表明，相位角主要影响非比例附加强化程度，幅值比主要影响多轴循环软化/硬化特性，二者都影响多轴疲劳寿命。     

冷成型10CrNi5MoV钢拉伸性能恢复热处理工艺研究

采用不同的热处理工艺参数对冷成型10CrNi5MoV钢进行性能恢复热处理试验,并对比热处理前后拉伸性能及显微组织变化情况。结果表明,由于包申格效应,冷成型10CrNi5MoV钢的拉伸性能发生了显著的变化,受压侧拉伸屈服强度降低,受拉侧拉伸屈服强度上升;冷成型10CrNi5MoV钢在250 ℃~620 ℃温度范围内进行性能恢复热处理时,加热温度对钢板拉伸性能恢复程度影响显著,而保温时间和升温速率则对其影响不明显;性能恢复热处理后的冷成型10CrNi5MoV钢金相组织及晶粒度未发生明显变化,而位错密度减小。     

冷却速度对10CrNi5MoV钢焊缝金属相变的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机测量了10CrNi5MoV钢焊缝金属在不同冷却速率下奥氏体连续冷却过程中的温度-膨胀曲线,利用杠杆定律,得到了不同冷却速率下相变动力学曲线,分析了冷却速率对焊缝金属相变的影响。结果表明,不同冷却速率下焊缝金属的奥氏体转变动力学曲线均呈S型,冷却速率为60 ℃/s、30 ℃/s、15 ℃/s时,奥氏体转变速率与温度的曲线呈单峰状,冷却速率为6 ℃/s,奥氏体转变速率与温度的曲线表现为贝氏体、粒状贝氏体相变的双峰转变。     

加载频率与应变比对10CrNi5Mo高强钢低周疲劳寿命的影响

通过对圆形横截面光滑试样进行轴向应变控制的低周疲劳试验,研究了加载频率与应变比对10CrNi5Mo高强钢疲劳寿命的影响。结果表明:在较低频率(0.05～0.1 Hz)范围内,频率对疲劳寿命的影响不明显,随着加载频率的增加(0.1～0.8 Hz),疲劳寿命显著提高,当加载频率增加到0.8 Hz时,疲劳寿命达到最大值,随着加载频率的继续增加(0.8～1.0 Hz),疲劳寿命反而有所下降;在最大应变不变条件下,随着应变比的增加(-1～-0.3),疲劳寿命平稳上升,当应变比增加到-0.30时,随着应变比的继续增加,材料的疲劳寿命急剧升高。研究结果为10CrNi5Mo高强钢的工程应用提供了依据。     

一种高强度钢的超高周疲劳及热耗散研究

利用超声疲劳试验设备在20kHz频率下研究了一种高强度钢的超高周疲劳性能,试验持续到109次循环,得到了室温环境及不同循环比(R=0.01和R=0.1)的SN曲线,试验结果显示.疲劳强度在105～109次循环范围内随着循环次数的增加而减小.断面表面的SEM检查结果表明,疲劳裂纹的生成导致疲劳损伤,且亚表面裂纹起源在长寿命范围内.试验结果表明,试件全寿命的99.87%贡献于亚表面裂纹的形成.     

Ti-2Al-2.5Zr合金的高温低周疲劳行为

研究了Ti-2Al-2.5Zr合金的高温(673K)低周疲行为,结果表明:Ti-2Al-2.5Zr合金的循环变形表现出初始硬化、随后软化和最后二次硬化的特征。在高温和较高应变幅((Δε_t/2)1.0%)条件下,材料的疲劳寿命高于室温下的疲劳寿命。随着应变幅的提高,高温673 K材料疲劳变形后形成的位错组态由位错墙逐渐演变成成熟的位错胞。多系滑移开动和塑性变形均匀性增强是高温Ti-2Al-2.5Zr合金疲劳寿命提高的原因。     

温度对GH34钢低周疲劳性能的影响

本文用应变控制的低周疲劳试验方法,研究了室温、350、450和550℃下,燃气轮机叶轮用钢GH34的低周疲劳性能。试验表明,各温度下的循环应力——应变特性均为循环软化。试验温度提高,低周疲劳性能下降。由于蓝脆性的发展,450℃的低周疲劳性能迅速下降,接近550℃的低周疲劳性能。COFFIN—MANSON方程中的指数α随试验温度提高而增大。高温低周疲劳裂纹的扩展,主要为Ⅱ阶段扩展,在所采用的试验条件下,没有发现蠕变引起的治晶疲劳断裂。     

大电流多脉冲对α-Ti低周应变循环的软化作用

本文研究了α-Ti 低周应变循环受大电流多脉冲的作用。结果发现,在应变循环初期,不通电的试样先发生循环软化,接着又发生硬化,出现了循环硬化峰;通电的试样只发生循环软化,无硬化峰。用电致塑性对此现象作了解释。     

800MPa级别钢熔敷金属热处理脆化机理研究

用于制造船体结构的10Ni5CrMoV钢,为了消除焊接残余应力,在焊后需对其焊接接头进行热处理。试验采用纯氩气体保护焊接10Ni5CrMoV钢,焊后热处理后发现其熔敷金属-50℃冲击韧性大幅下降。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和俄歇电子能谱分析方法(AES)对熔敷金属热处理前后的组织和冲击断口进行分析,找出其冲击韧性下降的原因。试验结果表明:10Ni5CrMoV钢熔敷金属热处理后由于回复作用板条状组织变粗或消失,在晶界磷元素的偏聚和大量的碳化物在晶界析出导致其冲击韧性下降。     

800MPa级高强钢焊接粗晶区再热循环的组织转变规律

为了研究800MPa级低合金高强钢焊接粗晶区的组织转变规律,采用热模拟的方法,应用L78RITA相变热膨胀仪模拟了实验用钢的两次焊接热循环过程,对应的焊接线能量约为20kJ/cm。建立了该钢的奥氏体连续加热转变曲线(TTA),并对组织、硬度和热膨胀曲线进行分析,结果显示,实验用钢一次热循环粗晶区组织为板条马氏体和贝氏体,硬度为318HV,当第二次热循环峰值温度(Tp2)为1000℃时,第一次热循环后的组织发生完全重结晶,得到细小的贝氏体组织,硬度下降,当Tp2为900℃时发生部分重结晶,硬度最低(239HV),当Tp2为800℃时,在晶界和晶内相界生成链状分布的M-A组元,而Tp2小于A′c1时发生回火作用,M-A组元分解并析出碳化物。实验用钢的热影响区未出现组织遗传现象,因此为了更准确判断组织转变类型,应结合TTA曲线对焊接热影响区组织转变进行分析。     

复相钢CP800的烘烤硬化性能研究

目的研究某汽车用复相钢经过不同程度预应变再进行烘烤处理后力学性能的变化。方法通过Zwick/Z100TEW材料万能拉伸试验机,对实验用复相钢进行不同程度的预应变,之后在170℃下经20 min烘烤后再次加载至拉断,比较加工硬化值、烘烤硬化值、断后伸长率及强塑积的值,揭示复相钢的烘烤硬化规律。结果复相钢的加工硬化值与烘烤硬化值随着预应变量的增加而增大,在预应变为8%时达到应变范围内的最大值,分别为62.2 MPa与85.3 MPa;伸长率与强塑积则展现出先增加后减小的趋势,在预应变为2%时两者均达到预应变范围内的最大值,分别为19.9%与16.9 GPa·%。结论经过预应变和烘烤处理后,复相钢的各项性能均有改变,在预应变为2%时综合性能最佳,研究结果对复相钢在汽车中的应用提供了一定的借鉴。     

10CrNi5MoV钢厚板窄间隙熔化极气保焊研究

以10CrNi5MoV钢为研究对象,进行了窄间隙熔化极气保焊对接试验,并对焊接接头的力学性能、金相组织和显微硬度进行了分析。结果表明,焊接接头具有良好的综合力学性能,焊缝组织以贝氏体为主,并有少量的针状铁素体和粒状贝氏体,过热区组织主要是贝氏体,最高硬度出现在焊接热影响区。     

800MPa级钢悬臂弯曲加载低周腐蚀疲劳表面裂纹扩展特性研究

在悬臂弯曲加载方式下,研究了800MPa级10CrNiMo结构钢在3.5%NaCl水溶液中的低周腐蚀疲劳表面裂纹扩展特性,采用金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线能谱仪观察并分析了腐蚀疲劳试样断口,与空气中相同加载方式下该材料的低周疲劳表面裂纹扩展速率进行了比较,结果表明,在表面裂纹扩展初期,在3.5%NaCl水溶液中的表面裂纹扩展速率较空气中的快,但随着总应变范围的增加,这种快的趋势在逐渐减小,当总应变范围达到约1%时,在两种环境中的表面裂纹扩展速率基本相当;在表面裂纹扩展的后期,裂纹内部聚集了大量的腐蚀产物,该腐蚀产物主要为铁的氧化物,氧化物的存在增加了裂纹扩展的闭合效应,减缓了表面裂纹的扩展。     

390MPa级Ti+Nb超低碳高强度BH钢组织性能研究

对Ti+Nb+B复合处理超低碳高强度BH钢的热轧、冷轧和连续退火进行实验。结果表明:试制的超低碳高强度BH钢退火板的屈强比为0.536,烘烤硬化值为44MPa,具有较为优良的成形性能和烘烤硬化性能,抗拉强度为394MPa,达到了390MPa级超低碳高强度BH钢板的强度要求。物理化学相分析表明:添加在超低碳高强度BH钢中的B除了析出了2mg/kg的BN,大部分的B在钢中以间隙固溶的形式存在,对超低碳高强度BH钢基体起到了固溶强化的作用。     

道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响

通过屈服强度和冲击韧性测试、组织分析,研究了两种焊接热输入条件下道间温度对10CrNi5MoV钢气体保护焊接头力学性能的影响。结果表明,随着道间温度从40℃提高到300℃,焊接热输入为8 kJ/cm和18 kJ/cm的焊缝金属屈服强度分别从868 MPa和855 MPa单调下降至728 MPa和693 MPa,-50℃冲击韧性分别从70 J和69 J升高至117 J和72 J(道间温度分别为200℃和100℃),然后降低至67 J和43 J;焊缝金属的组织差异是不同道间温度下焊接接头力学性能不同的原因。随着道间温度从40℃提高到300℃,焊缝金属中马氏体组织逐渐消失,粒状贝氏体组织逐渐增多,针状铁素体组织比例先增加再减少,含量最高时的道间温度与冲击韧性峰值水平相一致。     

10Ni5CrMoV钢循环塑性变形的力学本构关系

针对屈服强度为785 MPa级别的调质态10Ni5Cr Mo V钢开展了系列应变幅的循环加载试验,并分析了循环应力应变特性,结果表明:循环塑性变形条件下表观弹性模量随应变幅的增大呈线性降低特点;循环塑性应变显著降低屈服强度,且屈服强度随应变幅的增大呈线性降低特点;塑性变形段的真应力和真应变塑性分量的对数呈良好的线性关系。基于上述结果提出了描述循环应力应变关系的单对数强化弹塑性本构关系模型σ=σp+χ·lgεp,并建立了10Ni5Cr Mo V钢循环应力应变本构方程。