两种高强钢在高加载速率下的Ⅱ型动态断裂韧性

采用实验-数值相结合的方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢剪切试样在冲击载荷作用下的Ⅱ型动态断裂韧性进行了测试．实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得．结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程,并由实测的起裂时间确定两种钢的动态断裂韧性．结果表明,在现有加载率范围 (2×106-7×106MPa．m1／2／s)内,两种高强钢试样几乎全部由绝热剪切模式引发断裂,其动态断裂韧性均随加载速率的增加而呈现上升趋势,且在相同加载速率下后者的动态断裂韧性大于前者的动态断裂韧性．并对韧带尺寸对试样断裂韧性的影响进行了研究．     

加载速率对20g钢高温断裂韧性的影响

对20g钢高温断裂韧性随加载速率的变化规律进行了实验研究.在400℃和500℃下,分别测量了几种加载速率下20g钢的Ji值.实验结果表明:Ji值随应变速率的增大而有较大幅度的降低;在同一应变速率下,400℃时的Ji值小于500℃时的Ji值;400℃时裂纹扩展比500℃时更快.因此,当温度在400℃附近时更应注意避免超载.     

超高强钢30CrMnSiNi2A的冷裂纹插销试验研究

对超高强钢30CrMnSiNi2A抗冷裂纹能力进行了大量的插销试验，结果表明：在退火和调质两种热处理状态下，熔合区是对冷裂纹最敏感的区域；同时发现采用光滑插销试样评估超高强钢抗冷裂纹能力的尝试是可行的。     

30CrMnSiNi2A高强钢的疲劳小裂纹扩展特性及寿命预测

研究了３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ高强钢在恒幅载荷下的小裂纹起始特征和裂纹扩展特性。试验结果表明，小裂纹起始于缺口表面初始缺陷（如夹杂或孔洞）处。在应力比Ｒ＝０的恒幅载荷下，未显示小裂纹效应：在Ｒ＝－１的恒幅载荷下，则显示出小裂纹效应的存在。利用裂纹闭合模型和微观结构缺陷作为初始裂纹尺寸的方法预测了小裂纹扩展速率和疲劳全寿命，预测值与实验值符合良好。     

预热对30CrMnSiNi2A超高强钢焊接冷裂纹敏感性的影响

冷裂纹是30CrMnSiNi2A超高强钢焊接面临的主要问题之一.采用插销冷裂纹试验研究了预热温度对30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性的影响,并采用扫描电镜对插销试样进行了断口分析.结果表明,当预热温度在20～400℃范围内,焊接接头冷裂纹敏感性随预热温度的提高而显著降低;插试样的冷裂纹扩展区断口为沿晶与解理形貌2种,随着预热温度的升高,沿晶形貌所占比例逐渐减少,解理形貌比例增加.     

30CrMnSiNi2A高强钢的淬火畸变预测与工艺优化

30CrMnSiNi2A高强钢零件淬火畸变是热处理工艺控制中的一个难点。本文立足于有限元技术,构建了适用于30CrMnSiNi2A钢淬火过程的计算模型,实现了30CrMnSiNi2A钢零件淬火过程温度,组织及应力应变的正确预测。基于相应软件对某型火箭助推器轴承支座零件的淬火工艺进行了优化设计,结合实物试验的结果,验证了计算模型的有效性,解决了实际零件淬火畸变的超差问题,凸显了数值模拟技术对热处理工艺优化的重要指导作用。     

载荷速率对充氢SA508-3钢断裂韧性的影响

采用高温高压气相热充氢方法将氢充入SA508-3钢,采用J积分方法比较不同载荷速率下未充氢与充氢钢的断裂韧性,考察氢对SA508-3钢断裂韧性的影响。结果表明,在相同载荷速率下,与未充氢SA508-3钢相比,充氢钢断裂韧性明显降低,充氢断口均为韧性和脆性混合断口形貌。随着载荷速率的降低,断裂韧性损失逐渐增加,准解理所占面积增加,脆性提高。在三向应力的作用下,氢与静水应力的交互作用能大于氢与可动位错的交互作用能,静水应力更易捕获到氢。SA508-3钢断裂韧性测试过程中,在三向应力的诱导下会促进氢富集在裂纹尖端碳化物和基体的界面处,从而降低了碳化物和基体的结合强度,致使阻碍裂纹扩展的能力减弱,因此钢充氢后断裂韧性降低。随着载荷速率的降低,三向应力作用在裂纹尖端的时间增加,氢富集在碳化物和基体界面浓度增加,氢压增强,加速裂纹扩展,钢的脆性提高,断裂韧性损失增加。     

电子束局部热处理对30CrMnSiNi2A钢接头组织和断裂性能的影响

一般电子束焊接接头在焊后都需要进行真空或炉中整体热处理,以改善接头的组织和性能。电子束局部热处理是一种新型的热处理方式,具有精确度高、灵活性好、效率高、节省能源和提高生产率的优点。因此探讨该热处理方式对电子束焊接接头组织、力学性能和断裂韧性的影响规律,具有十分重要的实际意义。本文结合金相组织分析,对30CrMnSiNi2A钢电子束焊接后焊态、焊后炉内整体热处理和电子束局部热处理三种焊接接头不同区域的力学性能和断裂韧性进行了探索性试验研究。试验结果表明,电子束局部热处理能够在一定程度上改善焊接接头的组织和断裂性能,特别是能够明显改善焊缝的断裂韧性,但还不能完全替代整体热处理,仍需要今后继续探索其更为合理的处理方式和工艺。     

温度循环对30CrMnSiNi2A钢力学性能的影响

运用LRP500自控式温度循环疲劳仪研究了30CrMnSiNi2A超高强度钢在不同循环次数、不同温度区间处理后的屈服强度、抗拉强度等参数的变化规律。通过实验测试、理论计算和有限元仿真相结合的方法,研究了温度循环处理对30CrMnSiNi2A钢力学性能的影响。结果表明：温度循环处理会降低30CrMnSiNi2A钢的屈服强度和抗拉强度,且温度循环区间越高、循环次数越多,材料力学性能下降越明显。基于实验数据,给出了考虑温度区间和循环次数下30CrMnSiNi2A钢的修正本构模型和有限元数值仿真结果。结果表明：保持循环次数为100次,温度区间在上限超过100℃后,温度每增加20℃,抗拉强度衰减0.65%,屈服强度衰减1.67%;保持温度区间为10～80℃,循环次数在600次以上时,循环次数每增加100次,抗拉强度衰减0.95%,屈服强度衰减1.94%。     

加载速率、缺口几何和加载方式对16MnR钢解理断裂行为的影响

通过实验和有限元(FEM)计算研究了加载速率、缺口几何和加载方式对16MnR钢解理断裂行为的影响. 结果表明, 该钢的解理断裂机理及相应测得的细观解理断裂应力σ_f和宏观解理断裂应力σ_F不随加载速率、缺口几何和加载方式发生变化. 不同缺口几何和加载方式试样的缺口韧性随加载速率的变化可以通过判据 σ_yymax≧σ_F预测. σ_yymax为缺口前的最大正应力, 可通过有限元计算得到. σ_F可作为一个工程缺口韧性参数用于含缺口类缺陷的结构完整性评定中.钢的σ_F值可用Griffiths--Owen缺口试样在一个温度和加载速率下获得.     

测定高强钢高速冲击动态断裂韧度K1d的新装置及方法

本文描述一种长杆高速冲击确定K1d的实验装置,提出在断裂时间tf＜τ（τ为试样固有振动周期）范围内确定动态断裂韧度K1d的原理与方法,给出包含冲击速度（v0）和冲击载荷（P（t））的K1d计算公式利用该实验装置和所给K1d计算方法在不同的冲击速度条件下,测得三种回火处理30MnCrNiMoB高强装甲钢的K1d,结果表明K1d随加载时间增加而增加     

DYNAMIC FRACTURE TOUGHNESS OF ULTRASTRENGTH STEELS FOR AIRCRAFT

The plots of load vs deflection(P-D)for two ultra-strength steels 30CrMnSiNi2A and 300M has been examined on a Charpy impact tester with digital memory and microcomputer. A criterion was found to availably represent the dynamic fracture toughness,K_(Ic)~D ,of the steels under impact loading.The K_(Ic)~D,.can be calculated with suggesting that the turning point of change in compliance on the P-D plot is the point of destabilized crack propagation.The K_(Ic)~D of steel 300M,quenched at 870℃ ,separately tempered at 300℃ and 450℃,was esti- mated to be 55—70 MN/m~(3/2)and 54—67 MN/m~(3/2)respectively.The K_(Ic)calculated with accuracy about 20% seems to be available to the engineering evaluation.     

航空用超高强度钢的动态断裂韧性SCIEI

用带有TRS-80微型机和快速A/D转换器搜集、处理信息的摆锤式冲击试验机测定30CrMnSiNi2A和300M两种超高强度钢的P-D曲线;假定在P-D曲线上柔度发生急剧变化的转折点即裂纹失稳扩展点,则由此可计算出冲击加载条件下的动态断裂韧性,计算获得K_(Ic)~D值的精确度在2%左右,可适用于工程计算。     

屈强比对高强钢断裂韧性的影响

通过控制组织形态，对化学尬发相同，屈强比不同的两种钢材进行三点弯曲ＣＴＯＤ试验，并利用三维有限元法分析裂纹法端的应力应变分布。结果表明，高屈强比的材料，由于裂纹尖端应力水平高，脆性启裂ＣＴＯＤ值δｃ明显低于低屈强比的材料；而对有延性裂纹扩展的ＣＴＯＤ临界值δｕ和δｍ，高屈强比的材料同于低屈强比双相钢，这是因为低屈强比材料内部存在微观组织非均质，有应变集中所致。     

EFFECT OF CARBON CONTENT ON MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF HIGH STRENGTH AND HIGH ELONGATION STEELS

The micro structure and mechanical properties of new kind of hot-rolled high strength and high elongation steels with retained austenite were studied by discussing the influence of different carbon content. The research results indicate that carbon content has a significant effect on retaining austenite and consequently resulting in high elongation. Besides, new findings about relationship between carbon content and retained austenite as well as properties were discussed in the paper.     

Mo对高强度钢延迟断裂行为的影响

在含V和Nb的40Cr钢中添加不同质量分数(0-1．54％)的Mo元素,采用缺口拉伸试样和改进的M—WOL型试样研究了Mo对高强度钢延迟断裂行为的影响．结果表明,随着Mo含量的增加,实验钢的延迟断裂抗力逐渐提高;当Mo含量超过1．15％时,延迟断裂抗力不再提高．EDS分析结果表明,钢中Mo元素在晶界发生偏聚,偏聚范围在几个纳米尺度内．通过电子能量损失谱(EELS)证明,Mo元素在原奥氏体晶界的偏聚能够提高钢的晶界结合强度．在钢中添加Mo能够显著提高钢的回火抗力和晶界结合强度,这是其具有高的延迟断裂抗力的主要原因．碳化物Mo2C对氢的捕集作用亦能够提高钢的延迟断裂抗力．Mo和V元素的二次硬化碳化物在半共格和非共格状态时,实验钢的延迟断裂抗力显著提高．     

S含量对高速车轮钢断裂韧性影响的研究

研究了S含量对高速车轮钢断裂韧性的影响.结果显示,适当提高车轮钢中的S含量,可以有效提高断裂韧性.对夹杂物的分析表明,S含量为0.001％(质量分数)的车轮钢中Al2O3和Al2O3+(Ca,Mg)O的氧化物夹杂相对较多,而MnS夹杂物较少.在相近的O含量水平下,将S含量从0.001％提高到0.006％,车轮钢中夹杂物...