Al-12.7Si-0.7Mg合金焊接热裂纹倾向性研究

在不填丝的情况下,采用自动TIG焊对Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压型材进行鱼骨状裂纹试验.通过目测、金相观察、EDS分析、显微硬度测定等方法研究了该合金的焊接热裂纹倾向性及焊接接头显微组织与硬度分布.结果表明:焊缝表面与内部均未发现裂纹,合金焊接热裂纹倾向性低.焊缝区是母材在焊接热作用下熔化后激冷形成的铸态组织,主要由α-Al、Al-Si共晶相以及少量Mg2Si、含Fe相等金属间化合物构成。经T6处理后,焊缝区中呈密集纤维状的共晶硅粒状化.显微硬度测试结果显示焊态接头焊缝区硬度最高,熔合区急剧下降,在热影响区达到最低,经T6处理后,接头各区显微硬度整体提升,且波动较小.     

建筑幕墙用钢索压管接头开裂原因分析

为找出开裂原因,对不锈钢钢索开裂压管接头取样进行化学成分、力学性能、断口电镜扫描、金相等检测分析。结果表明,接头成分符合标准要求,变形大部位的力学性能超标,接头材料本身存在脆性组织σ相和碳化物,接头内表面存在加工缺陷。在钢索压制锚固过程中,最大变形面处产生了加工硬化,同时,由于应力的作用,裂纹萌生、扩展;钢索在安装过程中,内应力和预紧拉应力的作用使裂纹进一步扩展并穿透管壁。     

2195铝锂合金焊接性能研究

采用手工氩弧焊焊接工艺,通过十字搭接裂纹敏感性试验方法来测定焊接裂纹敏感性,以此研究了焊丝成分变化对2195铝锂合金焊接结晶裂纹率、液化裂纹率的影响.试验过程综合优化了2195铝锂合金焊丝成分、焊接方式及焊接工艺参数,并对焊接接头的宏观形貌及微观组织、断裂特征和焊接接头力学性能等进行了测试和分析.研究结果表明:在焊接电...     

Cr-Mo钢板常见表面裂纹原因分析及改进措施

Cr-Mo钢板属贝氏体型合金钢,在空冷条件下产生贝氏体组织.由于制造反应容器用Cr-Mo钢板多为大单重、大厚度截面,容易产生组织应力与热应力,如果在生产过程中控制不当可导致表面裂纹.常见的表面裂纹分为钢锭和来料板坯裂纹、轧前加热裂纹、轧制过程中的拉裂和炸裂、轧后应力裂纹及切割裂纹等,本文对表面裂纹特征及其产生原因进行分析,并提出相应的预防和改进措施.     

钻杆接头开裂机理研究

通过金相显微镜、扫描电镜观察和能谱分析,对NC50钻杆接头产品开裂机理进行研究.裂纹形貌分析表明,产品裂纹从外壁开始起裂向内壁扩展,裂纹距离外壁深度13.7 mm,主裂纹与外壁保持垂直;微观分析表明,裂纹起裂点附近存在链状分布的Al2O3和钙铝硅酸盐,裂纹末端存在氧化层.结果表明,NC50钻杆接头开裂属于冷速过快的淬火开裂,调制热处理过程中淬火介质使用不当,使得淬火冷却速度过快,产品在外壁产生应力集中而开裂;产品坯料在外壁附近存在Al2O3和钙铝硅酸盐等夹杂物,降低了产品外壁承载能力,促进了淬火裂纹的生成.     

Q345B中厚钢板表面裂纹原因分析

通过板坯表面酸洗、钢板表面抛丸、氮氧分析、扫描电镜能谱仪和金相显微镜等手段,对唐钢所生产Q345B中厚钢板的表面裂纹处进行观察、检测,研究了热装板坯在轧制过程中产生表面裂纹的原因和机理.同时还进行了板坯热装、温装、冷装对比试验.结果表明,含铝低合金钢板由于板坯热装温度处于第三低温脆性区域,冷却过程中奥氏体向铁素体的转变不完全,AIN在奥氏体晶界析出,削弱晶界能,体积膨胀加剧了晶界强度的减弱,在轧制时扩展形成表面裂纹.     

HRB335热轧带肋钢筋表面纵向裂纹原因分析

采用铸坯低倍酸浸检验、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对HRB335热轧带肋钢筋的冷弯表面纵向裂纹进行了综合分析,结果表明:产生表面纵向裂纹的主要原因是铸坯存在严重的皮下气孔和内部裂纹,在后期的热加工过程中与表面贯通,气孔或裂纹表面被氧化,造成轧制过程无法焊合。讨论了生产过程中铸坯皮下气孔及裂纹产生的原因,对其生产工艺的改进提出建议。     

使用状态对Q690CFD焊接接头性能的影响

针对煤矿机械、港口机械等对低成本焊接结构用高强钢的需求,宝钢开发了低成本TMCP高强钢Q690CFD,具有优异的综合力学性能和抗冷裂纹性能.对于高强钢厚板而言,焊后热处理工艺非常关键,它对接头的力学和使用性能有重要影响.在制造过程中,根据用户不同的服役条件,焊接结构要求不同的使用状态,比如焊态、消氢处理态和消应力处理态.按照相关的国家标准,采用实芯焊丝BH700-Ⅱ,制作了Q690CFD的富氩气保焊接头,分析接头的不同使用状态,包括焊态、300℃消氢处理和580℃消应力处理对Q690CFD/BH700-Ⅱ接头性能的影响.结果表明,焊态、消氢处理态和消应力处理态下,接头的力学性能均满足相关国家标准;按接头性能优劣来分,从好到差的顺序为：消氢处理态、焊态、消应力处理态.消氢处理可以一定程度上增加接头的冲击性能,但消应力处理使接头的冲击性能变差.     

Ti对中碳锰钢铸坯表面纵裂纹的研究

37Mn2钢属于裂纹敏感性较强的中碳锰钢,生产过程中发现部分铸坯上下表面中间部位存在严重的表面纵裂纹,采用微Ti处理后铸坯表面纵裂纹明显减少.本文通过低倍、金相显微镜、透射电镜(TEM)等实验技术,研究了微量元素Ti对37Mn2钢铸态组织和性能的影响.结果表明,Ti可以显著改善37Mn2钢的铸态组织和性能,减少铸坯表面纵裂纹.     

1100 MPa级重型机械超高强吊臂钢焊接性能研究

通过Gleeble-3800试验机进行焊接过程热模拟,得出了Q1100D钢冷却过程中的CCT曲线。采用斜Y坡口焊接冷裂纹试验、金相分析和力学性能测试等方法,对不同热输入下焊接接头组织与性能进行了检测,结果表明包钢Q1100D重型机械超高强吊臂钢具有较好的抗冷裂性能。小热输入条件下可以实现室温下不预热焊接;较大热输入条件下,表面和断面未见冷裂纹,说明Q1100D钢板具有较好的抗冷裂性能。接头综合力学性能与组织性能评价结果表明,14 mm厚Q1100D钢板在1.05 kJ/mm的热输入下,焊接接头力学性能(拉伸、弯曲、冲击)处于最优状态。     

切缝药包爆破定向裂纹与张开节理相互作用的实验研究

为了探究切缝药包爆破定向裂纹与张开节理的相互作用过程,采用动态焦散线方法,结合高速摄影技术,开展了爆破模型实验研究。研究结果表明,张开节理对切缝药包爆破定向裂纹的扩展有阻滞作用,定向裂纹不会穿过张开节理继续扩展,而是在经过与节理相互作用后在节理端部产生两条翼裂纹。当定向裂纹垂直入射时,节理两端的受力状态基本相同,两条翼裂纹的起裂和扩展行为基本一致,两条翼裂纹的分布状态基本对称。张开节理的几何特征对翼裂纹起裂时的动态应力强度因子有显著影响,一定程度上决定了翼裂纹起裂的难易程度。当定向裂纹倾斜入射时,节理两端的受力状态存在差异,靠近定向裂纹入射点的一端能够获得更多的起裂能量,从而优先起裂和扩展,并形成更长的翼裂纹。      

高压强脉冲电流对金属裂纹的止裂效果

如何产生高强度脉冲电流是应用电磁热效应遏制金属裂纹扩展的一个关键问题.介绍了高压脉冲放电装置的工作原理,从理论、数值模拟、实验三个方面,通过对不同尺寸的裂纹试件导入强脉冲电流而产生的电磁热效应的止裂效果进行了分析和研究,研究结果表明:强脉冲电流产生的电磁热效应,能够使裂纹尖端处熔化形成微小的焊口,遏制了裂纹的扩展.试件的通流尺寸、电阻率、导入电流密度是影响裂纹尖端温度场和温度梯度场的主要因素.     

不同地应力条件下含节理岩体爆破的数值模拟

将爆破损伤视为爆破应力波和爆生气体压力共同作用的结果,分别考虑不同的地应力条件(侧压力系数0.5、1和2,竖直方向地应力5 MPa和10 MPa)和节理角度(30°、45°、60°和90°),开展含节理岩体双孔爆破过程的数值模拟,研究爆生裂纹萌生—扩展—贯通过程的演化规律.无节理时,初始应力场对爆生裂纹的扩展具有一定的导向作用,裂纹扩展主方向趋于最大地应力方向.节理对裂纹的扩展方向具有一定的影响,节理角度为30°时,爆生裂纹与节理面连通,形成典型的‘之’字形断裂.节理对裂纹萌生和扩展具有明显的促进作用,有利于孔壁上下侧裂纹沿竖直方向的扩展.      

锅筒蒸汽下降管接头20MnMo锻件裂纹分析

某工程锅筒蒸汽下降管接头20MnMo锻件在进行磁粉检测时发现大量裂纹,裂纹主要呈周向分布,少量与管接头周向呈一定角度分布。本文通过对裂纹处取样进行成分和高低倍检测的结果分析,裂纹产生的原因是由于该批管接头的非金属夹杂物较多并呈条状聚集分布,这些非金属夹杂物和基体金属的热膨胀系数不同,在锻造成型及后续热处理时,在夹杂物聚集的地方形成了裂纹。     

WDB620焊接性试验研究

本文从理论上对WDB620钢的焊接性进行了简要分析，并通过对该钢进行焊接抗裂性试验及不同线能量大小的焊接接头性能试验，说明WDB620钢属低焊接裂纹敏感性钢，具有良好的焊接性。     

Numerical Studies of Estimation of Fracture Parameters for Mismatched Welded Joints with HAZ Cracks

An idealized tri-material assumption is established to describe the constitutive relationship of mismatched welded joints by considering the influence of heat affected zone(HAZ).The fracture parameters Jand C*are estimated for mismatched welded joints with HAZ cracks by finite element analysis with ABAQUS.A middle crack tension(M(T))specimen is utilized in the analysis for different material properties and geometries of the weldment.The influence of mechanical property and geometry on the fracture parameters Jand C*of the specimen is discussed for the welded joints with HAZ crack.The results suggest that the HAZ property is a significant factor in the estimation of Jand C*for the mismatched welded joint with HAZ crack.     

N型组合节理类岩体单轴压缩破坏试验

针对实际工程中平行与交叉裂隙组合呈N字形裂隙岩体的稳定性问题,以N型组合节理为研究对象,开展了N型节理类岩体试件超声波检测试验和单轴静载试验,结合断裂力学理论,分析其强度特征、破坏特征和超声波波速衰减规律。结果表明：（1）N型组合节理类岩体的裂纹类型依次有翼型裂纹和次生倾斜裂纹,其扩展路径最终均趋向于主应力方向,不同于单节理下的裂纹发展规律;（2）当主节理倾角一定时,主次节理夹角和节理条数对试件的物理性能有一定的影响。各组合节理试件的波速衰减率范围在0.9%～9.6%之间,且15°和90°夹角节理试件的波速衰减最快,而60°夹角节理试件的衰减最慢;（3）组合节理类岩体的本构关系、峰值强度和破坏特征均表现出非线性特征。峰值强度分布规律基本服从M型分布,不同于单节理下的U型分布,其中15°、30°、45°、75°和90°夹角试件,以及完整试件呈准脆性破坏,其他夹角试件呈脆性破坏。     

High Performance Structural Steels for Shipbuilding and Offshore Structures

Recently,there have been the increase of ship size and the development of oil and gas in arctic region.These trends have led to the requirements such as high strength,good toughness at low temperature and good weldability.The high performance structural steels for shipbuilding and arctic offshore structure have been developed by our own micro-alloying and TMCP technologies.M-A constituent was precisely controlled in the both HAZ and base metal to get high toughness at low temperature.Also,the grain growth of austenite at HAZ was effectively suppressed by thermally stable TiN particles,leading to a good HAZ toughness.On the other hand,there has been the key issue of crack arrestability in large size container ship.The effect of joint design on crack arrestability was investigated to prevent a catastrophic failure along the block joint of hatch side coaming.A brittle crack arrest technique was developed without block joint shift,using an arrest weld in the end of hatch side coaming weld line.     

节理粗糙度对应力波传播及试样破坏影响的颗粒流模拟

为了研究节理粗糙度对应力波传播规律的影响以及粗糙节理试样受应力波作用发生破坏的微观机理,利用基于离散元方法的数值分析软件PFC2D构建了SHPB系统的颗粒流数值模型.在已有SHPB物理试验的基础上对试验中采用的节理试样进行微观参数标定,研究了较低冲击荷载下节理粗糙度对应力波传播的影响规律以及较高冲击荷载下不同形貌节理试...