煤矿机械用Q690高强钢激光-MAG复合焊可行性分析

目的研究激光-MAG复合焊在采煤机Q690高强钢板上的加工工艺,以提高8.8 m高端采煤机电控箱结构焊接接头的加工效率和质量性能。方法对激光-MAG复合焊工艺试验进行试验设计与参数设计,观察接头的显微组织,对接头进行拉伸试验和冲击试验,观察断口形貌。结果焊缝区整体组织性能优于母材,保证采煤机电控箱隔爆性能要求,拉伸断口和冲击断口均表现为韧性断口形貌,但是在冲击断口上观察到明显的气孔。焊缝内存在微量气孔,导致焊接接头结合不紧密,拉伸试验出现了脆性断裂。结论避免焊接工艺设计中出现气孔是激光-MAG复合焊焊接接头满足Q690钢在煤矿机械中使用要求的关键技术。     

热输入对Q890高强钢焊缝组织及性能的影响

针对国内某钢厂最新研制的Q890高强钢,采用三种不同的热输入对其进行气体保护焊接,研究了不同热输入对焊缝金属组织、硬度及冲击韧性的影响.结果表明,3种热输入下,焊缝组织主要以板条贝氏体为主,并含有粒状贝氏体、少量的板条马氏体和残余奥氏体.随着热输入的增大,焊缝组织中贝氏体铁素体板条粗化,板条马氏体逐渐减少,而粒状贝氏体逐渐增多,部分残余奥氏体由薄膜状向块状转变;焊缝金属硬度随着热输入的增大而下降;焊缝金属的冲击韧性亦呈逐渐下降的趋势.     

Q420高强钢在输电线路铁塔中的焊接应用

Q420低合金高强钢是焊接性较差的一种钢,但是随着工业的加速发展和用电需求的增加,为满足工业用电和民用用电的多种要求,电网公司在输电线路的建设加大投资力度。本文对Q420低高强钢在输电线路铁塔中的焊接进行探讨。     

高温后高强Q690钢材循环加载试验及本构模型研究

钢材经历火灾高温和冷却后其材料力学性能会发生不同程度退化,已有研究主要关注过火后钢材的残余静力性能。为研究经历火灾高温且不同方式冷却后高强钢的残余静力和滞回性能,对于历经500 ℃~1000 ℃高温后高强Q690在自然冷却和浸水冷却后的钢材进行了单调拉伸试验以及4种不同加载制度下的循环加载试验。结果表明,当过火极限温度不高于600 ℃时,在自然冷却和浸水冷却模式下,高温后Q690钢材单调拉伸和循环荷载下强度发展基本与常温未处理钢材类似。未过火高强Q690钢在循环荷载下表现出应变强化和循环软化效应。过火温度高于600 ℃且自然冷却下,过火后Q690钢随过火温度提高,其初始屈服强度下降。在浸水冷却下,过火冷却后高强钢初始屈服强度提升。且在循环荷载作用下,高温过火后Q690钢均表现出更为显著的应变强化效应,以及在等应变幅循环下均由未过火状态时的循环软化逐步转化为高温过火后的循环硬化效应。根据试验结果拟合了过火后Q690钢的Chaboche循环本构模型参数,可用于火灾后Q690钢结构的残余抗震性能评估。     

盲孔法测试Q690高强钢管镀锌前后残余应力

残余应力对轴心受压构件的稳定性等有重要影响,为考察Q690焊接高强钢管镀锌前后的截面纵向残余应力分布,该文采用盲孔法对截面规格分别为相似文献   

Q690高强钢管焊接残余应力数值模拟

该文重点研究Q690焊接高强钢管截面纵向残余应力分布模式,利用商业有限元分析软件ANSYS对其进行数值模拟,运用其中的“生死单元”和热-结构耦合分析功能来模拟焊接过程,以管径与壁厚为变量,设计3组共12个有限元模型。通过对模型的数值分析,得到每个模型的截面纵向残余应力分布形式,经过对比分析得出其规律,并提出Q690焊接高强钢管截面纵向残余应力的简化分布模式。结果表明,其分布模式与Wagner提出的分布模式接近,但Q690高强钢管的纵向残余压应力峰值与其屈服强度的比值仅为0.2,要明显小于普通钢管纵向残余压应力峰值与其屈服强度的比值0.35。     

Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁整体稳定性能与设计方法研究

为研究Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的整体稳定性能以及完善规范中关于此类构件的设计方法,进行了6根集中荷载作用下Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的整体稳定性能试验,测量了试件的初始几何缺陷和截面残余应力。试验结果表明：当单伸臂梁整体失稳的控制梁段位于简支跨时,单伸臂梁的整体稳定承载力随伸臂长度比的增大而减小,截面高宽比较伸臂长度比对单伸臂梁整体稳定承载力的影响更大。在试验基础上,运用有限元程序创建考虑初始几何缺陷和残余应力的有限元模型对试验进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好;基于试验验证的有限元模型,分析荷载形式、荷载比例、简支跨长度、伸臂跨长度和截面高宽比等因素对Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁整体稳定承载力的影响规律。基于特征值屈曲分析结果,回归出单伸臂梁的弹性屈曲临界弯矩计算公式,并通过对试验结果和有限元参数分析结果的回归提出了Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的极限弯矩计算公式。     

焊接熔敷金属中扩散氢的色谱法试验研究

阐述了色谱法测定焊接熔敷金属中扩散氢的测试原理及基本操作程序。通过与国外同类仪器测试结果的比较分析，得出，国产SQK－1型焊缝金属扩散氢测试仪完全能满足测试精度要求，其优点是测试精度高、时间短、操作简便。     

泡沫灭火后Q460高强钢力学性能试验研究

对室温及200～900℃高温自然冷却和泡沫灭火冷却后的Q460高强钢开展静力拉伸试验研究,获得高温及不同冷却方式后Q460高强钢的力学性能参数,并与Q235和Q690钢高温后力学性能变化规律进行对比分析,建立Q460高强钢力学性能参数随温度和冷却方式变化的数学模型.结果表明:Q460高强钢在不同温度和冷却方式下呈现不同的表观特征;温度和冷却方式对弹性模量的影响较小,却对Q460高强钢的强度和伸长率有较大影响,温度低于500℃时,Q460高强钢高温冷却后的强度和伸长率与常温时接近,但随温度的升高,强度降低而伸长率增大;温度高于500℃后,Q460高强钢自然冷却后的强度和伸长率发生明显变化,900℃时,Q460高强钢的屈服强度、极限强度和伸长率分别为常温时的38％、67％和107％;泡沫灭火冷却后Q460高强钢的力学性能参数发生明显变化的温度为600℃,900℃时Q460高强钢的屈服强度、极限强度和伸长率分别为常温时的39％、67％和131％.基于试验数据,建立了不同冷却方式下Q460高强钢的力学性能参数随温度变化的数学模型,可对火灾后Q460高强钢的力学性能进行有效评估.     

Assessment of plastic damage in high strength structural steel using electromagnetic technique

ABSTRACT

High strength structural (HSS) steels are widely used in many construction equipment and infrastructures. Currently, there is a substantial demand of Non-Destructive Testing of these steel structures. In this research, the electromagnetic technique was utilised to assess the plastic damage in a typical HSS steel (i.e. Q690 steel). The results showed that the magnetic hysteresis loop of this material changed apparently after the tensile deformation, and the relevant magnetic parameters such as coercivity, remanence, and maximum permeability were sensitive to the cumulative plastic strain. The results demonstrated that there is a good coherence between the plastic damage evolution and the magnetic parameters variation, which indicated that the electromagnetic technique is an effective method to assess the plastic damage of HSS steel.     

铁路车辆用V-N-Cr微合金化Q690高强耐候钢组织性能和腐蚀行为

为开发新一代铁路车辆用高强耐候钢,采用两阶段轧制制备V-N-Cr微合金化Q690耐候钢,并进行组织观察和力学性能检测。采用周期浸润腐蚀实验对V-N-Cr微合金化Q690耐候钢与Q345钢进行腐蚀行为研究。结果表明:V-N-Cr微合金化Q690耐候钢的显微组织为多边形铁素体、针状铁素体、板条贝氏体以及少量的M/A岛,屈服强度及抗拉强度分别为695 MPa和815 MPa,冲击性能优异,通过大小角度晶界共同作用,有效阻碍裂纹扩展。两种钢的表面均生成了明显的锈层,腐蚀产物主要包含α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和Fe₃O₄。腐蚀360 h后Q345钢的平均腐蚀失重速率为1.83 g/(h·cm²),V-N-Cr耐候钢的腐蚀失重速率为0.96 g/(h·cm²),显著低于Q345钢。     

高温后高强Q690钢材循环加载试验及本构模型研究

为提高金属材性试验的测量精度和测试效率,在传统拉伸试验方法的基础上引入数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)技术,提出相应形变测量理论及方法。基于拉伸试件的颈缩变形特征,提出链式形变测量理论,该理论通过一种跟随表面形状变化而自由变形的柔性链条来表征各阶段的试件形变。进一步通过设置多个连续且等尺寸的DIC二阶链式子区,采用DIC亚像素算法得到任意变形时刻的链式子区角点坐标,并进一步得到沿试件长度方向的柔性离散链形变结果,实现对试件各处应变、颈缩极值点等的求解,从而建立了一套完整的金属拉伸试验DIC辅助测试方法。开展了多个标准金属试件的拉伸试验,通过与引伸仪、靶标图像测量等传统方法对比,验证了该文方法对颈缩效应、弹性模量、极限伸长率、真实应力-应变曲线等金属材性指标具备较高测量精度及有效性,同时该文方法能够实现高度自动化测量,可在金属拉伸试验领域进行工业化推广普及。

     

Influence of alloying on hydrogen-assisted cracking and diffusible hydrogen content in Cr-Mo steel welds

Study of hydrogen-assisted cracking and measurement of diffusible hydrogen content in different Cr-Mo steel welds shows that under identical conditions, susceptibility to cracking increased and diffusible hydrogen content decrease with increase in alloy content. Hydrogen permeation studies show that hydrogen diffusivity decreases and solubility increases with increase in alloy content. Thus decrease in diffusible hydrogen content with increase in alloying is attributed to increase in apparent solubility and decrease in apparent diffusivity of hydrogen. Analysis of the results indicates that variation of diffusible hydrogen content and apparent diffusivity of hydrogen with alloy content can be represented as a function of carbon equivalent CE₁ originally proposed to predict the hardness in the heat-affected zone of alloy steel welds.     

Mechanical properties of normal strength mild steel and high strength steel S690 in low temperature relevant to Arctic environment

The development of Arctic oil and gas fields requires low temperature high strength steel materials that can resist critical loads in extreme environments. This paper investigates the mechanical properties such as stress–strain curves, elastic modulus, yield strength, ultimate tensile strength, and fracture strain of normal mild steel and high strength S690 steel to be used in low temperatures relevant to arctic environment. Tensile tests are carried out on steel coupons at different temperatures ranging from −80 °C to +30 °C in a cooling chamber. The influences of the low temperatures on the mechanical properties of mild steel and high strength steel are compared and their differences are discussed. Regression analyses are also carried out on the test data to develop empirical formulae to predict the elastic modulus, yield strength, and ultimate strength of the steels at ambient low temperatures. Finally, design formulae are recommended and their accuracies are further confirmed by the test data including those from the literature.     

高强钢板冲压成形的回弹规律与工艺参数研究

高强钢板冲压成形的回弹问题在很大程度上制约了其深入应用,合理的工艺是减少回弹的关键和有效途径之一.建立了曲面扁壳件冲压成形的有限元模型,基于正交试验法研究了工艺参数,包括压边力、摩擦系数、板厚以及拉深筋的布置方式对回弹的影响规律,采用普通钢板和高强钢板分别进行了冲压成形实验,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,高强钢板冲压成形的回弹较大,但通过合理的压边力和拉深筋布置方式可以实现高强钢板冲压成形回弹的有效控制.     

Q460高强钢柱在近爆荷载作用下的动力响应研究EI北大核心CSCD

采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立钢柱有限元模型,运用流固耦合计算方法,模拟Q460高强钢柱在爆炸荷载作用下的动力响应,在此基础上提出了分段等效三角波计算方法对结构/构件施加爆炸荷载,并对影响钢柱动力响应的主要因素进行数值分析。结果表明:分段等效三角波计算方法和流固耦合方法计算吻合较好,验证了分段等效三角波计算方法的可行性;爆炸冲击波速度快,荷载峰值大,持续时间短,对钢柱的破坏力极强;钢材强度等级越大,钢柱抵抗变形的能力越强;炸药位置越低,柱脚越容易发生剪切破坏;翼缘作为迎爆面更能抵抗爆炸冲击的作用;适当减小翼缘和腹板的宽厚比能增强钢柱抵抗动力荷载的能力。提出的分段等效三角波计算方法为研究抗爆提供进一步参考。     

先进高强度钢板弯曲类回弹特性的试验研究

随着先进高强钢板在汽车及航天航空领域的广泛应用,回弹导致的成形精度问题日益突出.为了获取先进高强钢的弯曲回弹特性,通过采用U形件回弹模型,针对600MPa级别的3种典型高强钢(DP钢、TRIP钢、HSLA钢)进行了回弹试验研究.实验结果表明:在相同变形条件下,TRIP钢弯曲回弹最大,DP钢次之,HSLA的弯曲回弹最小;不同工艺条件、不同材料性能参数对弯曲回弹呈单调的影响规律,而润滑条件对弯曲回弹的影响趋势并未出现一致性规律.