2.25Cr-1Mo钢氢致开裂行为及回火脆对抗氢致开裂性能的影响

    采用电解充氢方法分别对回火脆态和脱脆态2.25Cr-1Mo钢氢致开裂行为进行实验研究,通过甘油测氢法测定了2.25Cr-1Mo钢发生裂纹扩展时钢中扩散的平均氢浓度.为进一步了解回火脆对抗氢致开裂性能的影响,利用有限元软件分别对氢在回火脆态与脱脆态2.25 Cr-1Mo钢中的扩散过程进行模拟分析,系统研究了在应力-氢环境交互作用下裂纹尖端周围的氢扩散规律,并给出了裂纹扩展时裂尖局部位置的氢浓度大小.     

2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝冲击性能和显微组织分析

进行了2.25Cr-1Mo-0.25V钢的焊条电弧焊试验,测定其焊缝的成分和冲击吸收功,进行了金相及启裂源观察,对冲击吸收功较低的样品进行脱脆处理.结果表明,冲击吸收功较低的焊缝的Mn,Si,Mo及其杂质元素含量相对较高,Mn,Si,Mo等元素促进杂质元素在晶界上的偏聚,致使晶界性能变坏,断口以沿晶断裂为主,冲击吸收功降低,脱脆处理后,冲击韧性恢复说明焊缝存在高温回火脆性,导致高温回火脆性是由于杂质元素在晶界上的偏聚,因此研制焊条时要严格控制Mn,Si,Mo和杂质元素的含量.     

2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝的性能研究

观察焊缝的金相组织,测定力学性能及其冲击功,利用Boltzmann函数确定韧脆转变温度,得出2.25Cr- 1Mo-0.25V钢焊缝经阶梯冷却后,抗回火脆化的性能良好.     

铁素体球墨铸铁低温冲击断裂裂纹形核及扩展机理

在低温下对QT400-18L铁素体球墨铸铁件进行Charpy缺口示波冲击实验,测试温度对冲击过程中裂纹形核和裂纹扩展能力的影响,采用OM观察分析不同温度下铁素体球墨铸铁裂纹萌生与扩展路径以及断口附近组织的演变规律.结果表明,韧脆转变温度以上,冲击后断口附近大量石墨-基体界面发生开裂,石墨界面开裂后产生的孔洞起到钝化裂纹和降低裂纹扩展速率的作用;韧脆转变温度区间,冲击试样表现为韧窝和解理混合断口形貌,断裂模式和裂纹形核均与石墨球有关;韧脆转变温度以下,垂直交叉孪晶成核进而导致微裂纹扩展,解理断裂主要是孪晶起裂,这种形变孪晶引起的裂纹形核和扩展方式造成了裂纹形成功与裂纹扩展功的剧烈下降.     

双相区热处理对A508-3钢的冲击性能及断口形貌的影响

采用Charpy（V型缺口）试样对A508-3钢调质处理试样和双相区热处理试样在-196～20℃温度范围内进行示波冲击试验,用扫描电镜对冲击断口形貌进行观察,研究了冲击温度对两种热处理制度下该钢的冲击性能和断口形貌的影响。调质处理试样随着温度的降低,其冲击功和侧膨胀量急剧降低,断裂方式从韧脆混合断裂变为脆性断裂,断口形貌中纤维区和剪切唇面积不断减少,放射区面积相应增大;双相区热处理试样在-20～-100℃冲击时,其冲击功和侧膨胀量改变甚小,断裂方式为全韧性断裂,断口形貌全部为剪切唇和纤维区组成,随着温度的继续降低,冲击功和侧膨胀量开始急剧下降,断裂方式变为韧脆混合断裂,断口形貌出现放射区,放射区微观特征为准解理。与调质处理相比,该钢经双相区热处理后冲击性能大大提高,韧脆转变温度急剧降低。     

回火温度对30CrMnSiA钢氢致延迟断裂行为的影响

采用恒载荷缺口拉伸试验和慢应变速率拉伸试验研究了30CrMnSiA钢在不同回火温度下的氢致延迟断裂行为。结果表明,随着回火温度的提高,实验钢的延迟断裂抗力逐渐提高,510℃回火时可获得良好的耐延迟断裂性能。实验钢在充氢前的断裂机制为准解理+少量韧窝断裂,且随着回火温度的升高,断口中韧窝断裂的比例增加;实验钢在充氢后或在腐蚀液中加载时,350℃和400℃回火试样的断裂机制转变为氢致沿晶断裂,510℃回火试样的断裂机制则未发生变化。     

回火脆性的杂质。空位复合体非平衡偏聚机制

提出了钢回火脆性的杂质－空位复合体机制。研究了４０Ｃｒ钢５３８℃长时间回火脆化动力学，发现５０％ＦＡＴＴ（脆韧转变温度）随回火时间变化的规律与所提出的机制吻合较好。用扫描电镜观察冲击断口形貌，表明沿晶断口的比例呈规律性变化。用俄歇电子谱仪测定了晶界磷浓度的变化。     

回火脆性的杂质—空位复合体非平衡偏聚机制

提出了钢回火脆性的杂质－空位复合体机制。研究了４０Ｃｒ钢５３８℃长时间回火脆化动力学，发现５０％ＦＡＴＴ（脆韧转变温度）随回火时间变化的规律与所提出的机制吻合较好。用扫描电镜观察冲击断口形貌，表明沿晶断口的比例呈规律性变化。用俄歇电子谱仪测定了晶界磷浓度的变化。     

回火对42CrNiMo6钢韧脆转变温度的影响

通过热处理工艺试验,研究42CrNiMo6钢的韧脆转变温度。根据42CrNiMo6钢在不同回火温度下的低温冲击吸收功,推算冲击断口形貌的剪切断面率。结果表明,590℃回火后,合金韧脆转变温度为室温;620℃回火后,合金韧脆转变温度为-50℃;而650℃回火后,合金韧脆转变温度为-70℃。回火温度的提高会增加合金的低温冲击吸收功,但会降低材料强度和韧脆转变温度,提高材料的工况应用范围。     

高速重载列车车轴用钢EA4T的低温韧度

将经过高温系列回火的EA4T钢试样加工成夏比V型缺口冲击试样,通过低温系列冲击试验对EA4T钢的低温韧度进行了研究。结果表明,EA4T钢经880℃油淬,650℃回火后的冷脆转变温度为-97.37℃至-117.59℃,且在0℃至-80℃冲击时,其A_(KV)基本高于150 J,断口韧性断裂特征明显,表明EA4T钢具有良好的抗冷脆转变能力。