支承辊材料45Cr4NiMoV钢高温临界损伤值测定方法与试验

45Cr4NiMoV钢是大型支承辊的重要材料,其热态成形过程中容易产生裂纹缺陷。深入研究该零件的裂纹形成机理,并对其进行精确预测具有重要意义,而材料的临界损伤值是预测该零件高温裂纹的重要判据。文章基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型,对临界损伤值的实验测定方法进行了理论分析与研究,采用GFL(Gleeble Fracture Limit)方法对45Cr4NiMoV钢高温临界损伤值进行了测定。实验测得,在变形温度为1100℃、应变速率为0.01s-1的条件下,45Cr4NiMoV钢的临界损伤值为0.63。     

316LN钢裂纹萌生的临界损伤值

利用Gleeble-1500D热力模拟试验机,对316LN钢进行变形温度为950℃～1200℃,应变速率为0.005s-1、0.05s-1、0.5s-1和1s-1的高温拉伸实验,得到不同变形条件下的真应力-真应变曲线;根据曲线做拉伸卸载实验,利用光学显微镜(OM)观察空洞萌生,确定空洞萌生应变。采用Normalized Cockcroft&Latham准则,用DEFORM 2D模拟高温拉伸变形过程,通过实验与数值模拟结果对比,得到了在不同变形条件下裂纹萌生的临界损伤值。该临界损伤值受温度和应变速率的影响,随着温度的降低而增加,随应变速率的增加而增加。该值的确定,对316LN钢锻造裂纹的预测及锻造工艺的制定具有指导意义。     

应力三轴度对316LN钢临界损伤值的影响

利用Gleeble-1500D热模拟机对316LN钢做温度1 050℃、应变速率0.5s-1的高温拉伸试验,试样尺寸Φ10mm×121.5mm,缺口半径分别为0.5mm、1mm、2mm和4mm,得到不同缺口半径试样的真应力-真应变曲线。通过数值模拟得到试样初始拉伸时的应力三轴度最大值及空洞形核时的临界损伤值,结果表明,缺口试样的临界损伤值随应力三轴度的增大而增大,即应力三轴度越大,裂纹越不容易萌生。通过对实验数据和模拟结果的回归分析,建立应力三轴度与空洞形核应变的定量关系模型。     

2A12铝合金临界损伤值测定及试验验证

基于Normalized Cockcroft&Latham损伤准则,采用Gleeble Fracture Limit(GFL)试验方法测定了2A12铝合金在常温及应变速率为0.01、0.1、1和5 s~(-1)条件下的临界损伤值,研究了应变速率对2A12铝合金临界损伤值的影响。为验证试验测定的临界损伤值的准确性,以应变速率1 s~(-1)为例,利用高速摄像系统以100 fps的速度原位观测缺口试样在压缩过程中的动态损伤开裂行为,标定了裂纹萌生时刻的临界变形量为57.2%,结合数值模拟方法反推试样达到临界变形量时的最大损伤值即为材料的临界损伤值。结果表明,GFL试验测定的临界损伤值与数值模拟得到的临界损伤值的相对误差为0.3%,因此采用GFL试验方法测定的临界损伤值比较准确。     

DT300钢高温退火组织演变及硬度研究

采用正火空冷+ 660℃退火和正火热送+660℃退火两种不同的热处理工艺对DT300钢进行软化退火研究,以此说明在实际生产中锻件在未冷却到室温的情况下进行退火可能会对锻件的退火组织和硬度造成的影响.结果表明,正火+退火后试样硬度随退火保温时间的延长而下降；热送+退火后在实验时间内得到的金相组织均为高硬度的淬火态马氏体,不能降低硬度改善其加工性能.     

42CrMo高温塑性损伤机理及损伤模型

以42CrMo钢为研究对象,在Gleeble-1500D热模拟试验机上进行高温拉伸实验,研究了变形温度为900℃、950℃、1 000℃、1050℃、1100℃、1150℃,应变速率为0.01s-1、0.1s-1、1s-1、10s-1条件下的高温变形行为,采用Gleeble Fracture Limit(GFL)方法得到相应的应力、应变参数,基于Normalized CockcroftLathamm损伤模型,计算得到不同变形温度和不同应变速率时的临界损伤值,考虑变形温度和变形速率对临界损伤值的影响引入了Zener-Hollomon参数,得到临界损伤值与lnZ值之间的高温损伤模型。采用扫描电镜对拉伸断口进行断口形貌观察,发现大量韧窝及夹杂物的存在,分析得到该断裂机制为韧性断裂。     

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金临界损伤因子的计算机模拟

根据实验获得的Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金真实应力-应变曲线,通过计算机模拟研究了该合金在不同应变速率和温度下临界损伤因子的变化。结果表明,Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金的最大损伤值总是分布在墩粗鼓的最外缘部位,并且应变速率对材料损伤软化现象影响较大。     

钢的高温弹性模量E值的测定研究

介绍了根据实际生产需要测试20#钢的高温弹性模量E值的方法和依据的原理、试件的设计、加热温度设定和试验结果。     

80Mn14钢高温性能的研究

80Mn14(0.77C、13.98Mn、0.43Si、0.050P、0.022S、0.15Cu)高锰钢的热轧工艺性能差,是凿岩中空钢用芯棒的生产和使用中遇到的主要技术问题.利用热模拟试验机测量80Mn14钢材的热塑性和抗拉强度,采用扫描电镜分析磷等元素的成分分布；利用激光共聚焦显微镜观察金相组织和晶粒度.结果表明,80Mn14钢在1215℃时的热塑性为零、晶界明显烧损；1100℃时晶粒度8级,在1200℃时晶粒严重粗化,晶粒度5级；在晶界烧损的样品中发现了明显磷偏析.因此,在1215℃以上或附近,用铸钢坯(锭)轧制80Mn14钢材不合适宜；磷的偏析是80Mn14高锰钢可轧性差的主要原因.     

27SiMn钢临界温度淬火高温回火后的力学性能

对27SiMn钢在临界温度淬火后高温回火工艺进行了研究，并对其力学性能进行了分析。结果表明，27SiMn钢在870℃临界温度加热淬火高温回火后，可得到满足使用要求的力学性能，而且可降低能耗，提高加热炉的使用寿命，值得在实际生产中推广应用。     

基于临界损伤因子的40Cr伞齿轮锻造温度优化

为获得40Cr材料韧性断裂的临界损伤因子，采用了模拟与试验拟合的方法．分别完成了动态压缩试验和一组高度方案下的模拟分析，获得了材料断裂时的高度压缩率，对所得一组损伤值求平均值确定了40Cr材料临界损伤因子为0．402。设计一组不同始锻温度的温成形方案，仿真分析获得齿轮锻件最大损伤值随始锻温度变化的规律曲线，与40Cr临界损伤因子做比较，发现了一个温度范围730～770℃。适合于温成形而不会出现开裂。仿真分析在室温下锻造的过程，发现最大损伤值高达1．19，可能有开裂，从而确定该规格伞齿轮冷精锻工艺是不可行的。     

不同温度及应变速率条件下高强度圆环链临界损伤因子研究

为研究温度及应变速率下刨链的强度和寿命特征,以变形条件对圆环链临界损伤因子的影响为主要研究目标,确立物理试验与数值模拟仿真相互佐证寻求临界损伤因子的基本思路.进行不同温度和应变速率条件下多组试样的热物理模拟拉伸试验,利用采集到的参数完成试验的仿真再现.结果发现最大损伤值总是出现在圆环链的肩部,损伤软化现象对应变速率较为敏感,临界损伤因子不是一个常数,而在0.15～0.54.     

不锈钢在高温熔盐中的腐蚀和损伤研究现状

随着化石能源的紧缺以及CO₂排放对全球环境造成的负面影响，可再生能源的使用量日益增加。作为最具成本效益的可再生电力技术之一，聚焦式太阳能热发电 (CSP) 技术为可再生能源的供应做出了巨大贡献。与其它热载体 (HTF) 相比，高温下使用熔盐的CSP设备的腐蚀和损伤问题更加显著，其中，相比熔融硝酸盐，来源广泛、价格低廉的HTF替代也正被深入研究。本文概述了CSP技术的应用情况，综述了高温条件下，在杂质、气体环境等影响下，不锈钢在熔融硝酸盐、氯盐和碳酸盐等热载体中的腐蚀行为研究现状，以及在热疲劳和应力腐蚀开裂等条件下的损伤，并讨论了目前CSP系统中存在的问题和未来发展方向。     

压力容器用SA508-Ⅲ钢在高温度梯度下蠕变行为的计算机模拟

采用ABAQUS软件对SA508-Ⅲ钢圆柱壳在高温度梯度下的蠕变性能进行了模拟。结果表明,圆柱壳厚度方向温度梯度的存在使得圆柱壳厚度的两侧发生屈服,而中间区域仍处于弹性区。材料蠕变的发生导致蠕变应变迅速提高,随后保持稳定。而应力发生松弛后再重新分布,并且在圆柱壳厚度所在的中间弹性区域发生突变。     

不锈钢在等离子弧焊过程中的温度场变化及计算机仿真分析

基于等离子穿孔型弧焊(K-PAW)的焊缝成形结构特点,通过对多种不同的热源作用模式进行比较,获得了适合K-PAW焊接成形工艺的体积热源组合式作用模式。把组合式模式应用到K-PAW焊接成形热过程中的SYSWELD软件有限元数值模拟分析中,计算了不锈钢K-PAW焊接工艺中的温度场及成形焊缝的结构尺寸大小,结果表明了所采用热源模式的准确性。     

高强BR1500HS钢热冲压成形的计算机模拟研究

采用有限元模拟软件LS-DYNA对BR1500HS热轧钢U形件热冲压成形温度场和组织场进行模拟,并采用试验方法进行验证。结果表明,成形温度分别为810℃和840℃时,U形件组织几乎都转变为马氏体且晶粒较小,具有较高的抗拉强度。相同成形温度下,硬度仿真结果与实验结果的误差保持在10%以内。采用有限元软件LS-DYNA可以实现对BR1500HS热轧钢板U形件的热冲压成形的温度场和组织场的模拟,且模拟结果与实验结果较为吻合。     

Computer Simulation of IT-diagrams of Steel

PHASE transformation modeling is one of the mainchallenges in modeling of heat treatment[1].The mechanism of phase transformations is not fullyunderstood and interactive influence of differentelements,austenitizing temperature,etc.usually arenot taken in account.The mistakes in phase transformation calculationcould be extremely great if a model is based only ongrain size of prior austenite,austenitizing temperatureand elemental composition of steel.Phase transformation kinetic depends also o…