微合金元素对X70管线钢韧性的影响

研究了4种含不同微合金元素的X70管线钢的韧性,采用夏比冲击试验和落锤撕裂试验,借助金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)与背散射电子衍射技术(EBSD)等手段,分析了微观组织、晶粒尺寸、晶粒取向及取向差和夹杂物等因素对X70管线钢韧性的影响。结果表明,含Mo、Ni元素的管线钢夏比冲击韧性和落锤性能都较好,含Cr元素的管线钢落锤性能偏低,大角度晶界比率越高,晶粒尺寸越细小,夹杂物含量越少的管线钢具有更高的韧性。     

元素及其化合物对钨基高密度合金性能的影响

详细分析了钴、钼、锰、铬、锡等主要合金元素及铝、钛、铈等微量元素在钨基高密度合金中的分布状况及其化合物对合金性能的影响。合金元素在合金中的作用表现为细化晶粒；强化粘结相：强化钨晶粒；改善粘结相与钨颗粒的湿润性，提高界面结合力；改变杂质元素的存在形式与分布状态。综述了磷、氮、氢、氧、硫和碳等杂质元素在合金相中的存在状况及其化合物在相界面上的分布特点。磷主要以单质或化合物的形式偏析于界面，增加合金的脆性，但其也能提高烧结的活化性能。氢也会导致脆性；氧通常会降低钨晶粒与粘结相界面的结合强度；少量的碳可降低磷的偏析，碳含量增加时，会使合金的动态拉伸强度下降。     

热处理对Mg-4Y-3R_E合金微观组织和力学性能影响

采用熔铸法制备了Mg-4Y-3R_E-0.5Zr合金,利用固溶处理和时效处理;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了合金的微观组织,利用能谱仪(EDS)对微区成分和析出相进行了分析,采用X射线衍射仪对合金的相组成进行分析。结果表明,Mg-4Y-3R_E-0.5Zr铸态合金由α-Mg和晶界处Mg-Y-Nd三元相组成,析出相为不规则的条状,固溶处理后晶界处三元相溶入基体,晶粒尺寸与铸态晶粒尺寸相差不明显。随着时效时间增加,晶粒尺寸无明显变化,时效2 h后,晶粒内部出现细针状和细小颗粒的析出相,且随时效时间延长析出相的数量明显增加。固溶+时效处理8 h后的合金比铸态合金的拉伸性能提高了30 MPa,而伸长率没有明显变化。     

微波和传统氢气烧结对93W-Ni-Fe正挤压棒坯结构和力学性能的影响

分别研究93W-Ni-Fe d15 mm挤压棒坯在1 550℃、30 min微波烧结和1 550℃、120 min传统氢气烧结后烧结态的结构及力学性能,并对两种烧结样品芯部的物相及主要元素含量、相对密度、抗拉强度、硬度和伸长率进行测量和分析。结果表明:微波烧结样品中钨的平均晶粒尺寸比传统氢气烧结的小,粘结相中的钨含量比传统烧结的高;断口中部分钨晶粒与粘结相之间存在微裂纹;微波烧结样品硬度为33.8HRC,略高于传统氢气烧结的硬度,其相对密度、抗拉强度和伸长率与传统氢气烧结的接近;对于大尺寸钨合金样品的微波烧结,需要进一步优化微波烧结工艺才能获得比传统氢气烧结更优的结构和力学性能。     

放电等离子烧结时间对高密度W-7Ni-3Fe合金组织性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备高密度W-7Ni-3Fe合金,研究了烧结保温时间对合金致密度、物相、显微组织以及力学性能的影响。结果表明,在1200℃烧结5~14 min后,合金均能实现充分致密化,保温时间对相对密度影响较小。合金中的W晶粒随保温时间的延长开始尺寸变化不大,烧结11 min以上才明显长大,但大多数W晶粒尺寸仍小于5μm。烧结时间超过8min,合金中新出现一种灰色的富W组织。随保温时间延长,合金的洛氏硬度下降不大,然而抗弯强度却明显上升。合金弯曲断口形貌在较短保温时间以沿晶断裂为主,粘结相的延性撕裂和W晶粒的解理断裂随烧结时间延长逐渐增多。     

W-Ni-Cu合金的微观结构对合金力学性能的影响

本文研究了烧结温度和冷却速度对合金微观结构和力学性能的影响。得出:90W-7Ni-3Cu合金在1330～1370℃范围内烧结、随炉冷却工艺,可使合金强度和延伸率综合性能上升,而在1390～1410℃时,炉冷则导致合金性能下降。并且指出,减小钨晶粒的平均直径和粘结相的平均自由程,合金的强度上升,而只有在粘结相平均自由程有一定厚度,钨晶粒分布均匀时,合金才有较好的延性。     

硬质合金导热系数的研究

使用Hot disk热常数分析仪对粘结相含量不大于30%的硬质合金的导热系数进行实验研究,分析测量了不同的WC晶粒尺寸、粘结相含量、粘结相组成元素的硬质合金的导热系数。结果表明:相同WC晶粒尺寸的同系列硬质合金,随着粘结相含量的增加,合金的导热系数减小,且成线性关系;粘结相含量相同的硬质合金,随着WC晶粒尺寸减小,导热系数减小;而WC含量相同的WC-Co系硬质合金中,硬质合金的导热系数随着粘结相元素的增多而减少,且1%Cr以及1%Al元素可导致硬质合金的导热系数显著下降。     

双相结构功能梯度WC-Co合金的微观组织结构与小负荷维氏硬度

用光学显微镜观察了采用两步法工艺制备的双相结构功能梯度WC-Co硬质合金的微观组织结构，并测量了其小负荷维氏硬度。结果表明：合金芯部的η相呈点状弥散分布于硬质相WC颗粒之间和硬质相WC颗粒与Co粘结相之间；在3相区，由于超细η相的存在，WC晶粒大部分已失去其多角特征，出现晶粒圆化现象；DP合金前驱体在后续渗碳处理过程中，合金表层的部分Co在碳势差的作用下向合金内部发生迁移，使合金中间过渡层及其附近区域中Co粘结相呈现梯度变化；合金表层与合金中间过渡层在由原来的3相组织变为两相组织的同时，合金中细小的WC晶粒明显减少。WC晶粒的均匀度明显增加；合金截面的小负荷维氏硬度出现由高变低再由低变高的规律性变化，与合金内部微观组织结构的变化相对应。     

Cr含量对核用近α钛合金组织与性能的影响

本文以核用新型Ti-Al-V-Zr系近α钛合金为研究对象,在基础合金上添加0.76wt%与1.52wt%的Cr元素,研究了Cr含量对近α钛合金组织及性能的影响规律。研究结果表明：Cr的添加量在0.76wt%左右,合金等轴α晶粒尺寸最小;XRD结果显示,Cr含量增加,合金中的β相含量增加。经过900℃退火后发现,Cr能促进了组织中次生α的析出,阻止加热过程中等轴α晶粒过快长大;Cr元素的加入,在不降低合金塑性的条件下,可以显著提高合金的室温抗拉强度和屈服强度。示波冲击试验发现：Cr含量在0.76wt%左右,合金的冲击韧性值最大,屈强比最高。断口结果表明：Cr含量在0.76wt%的T2合金比其他合金断口处颈缩明显,韧窝深,切撕裂棱较小,断裂路径曲折,这与合金的组织中次生α相的数量与形状有关。     

循环正火处理对9Cr3W3Co钢组织及冲击韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验等研究了9Cr3W3Co钢经1075℃多次循环正火处理后的显微组织和冲击韧性。结果表明:多次循环正火处理可显著细化9Cr3W3Co钢的晶粒尺寸,提高了合金的冲击韧性。晶粒尺寸由1次正火处理的38.05μm,降为5次循环正火处理的25.73μm;冲击功由1次正火处理的51.69 J,增加为4次循环正火处理的110.75 J,5次循环正火处理的95.60 J。循环正火处理后试样观察到大量富W和Fe元素的Laves相,且Laves相尺寸随正火循环次数的增加而增大。冲击功随正火循环次数的增加先增大后减小,与合金奥氏体的晶粒尺寸和析出Laves相的尺寸相关。     

Modeling size effects on fracture toughness by dislocation dynamics

The effects of grain size and of crack-tip blunting radius on the fracture toughness of tungsten polycrystals are studied by using a combined dislocation dynamics/cohesive zone model (CZM). Two-dimensional dislocation dynamics are employed to analyze crack-tip plasticity and crack propagation is characterized by a CZM. The geometry of the crack and the corresponding boundary conditions are described by means of a boundary element method with dislocation dipoles as fundamental solution. Grain boundaries are introduced as obstacles for dislocation motion. Numerical experiments reveal that the fracture toughness decreases with grain size, because grain boundaries confine the plastic zone. This effect is particularly pronounced at small loading rates, where the unconfined plastic zone is large. Our results also show that fracture toughness scales with the tip radius as the stress concentration at the crack tip is reduced and the plastic zone is enlarged.     

钨合金的磨削加工去除机理

目的 解决钨合金磨削加工去除机理不明晰的问题。方法 基于单磨粒刻划有限元仿真、单磨粒刻划和磨削加工实验，探究钨合金的磨削加工去除机理。结果 在刻划过程中，划痕的不同位置材料的去除特性存在显著差异。在单颗粒刻划切入端，材料依次发生了塑性变形、隆起、微裂纹，再到钨相与黏结相的混杂交融。在划痕中段以材料去除为主，出现了材料微卷起和材料卷起现象，沿着刻划方向卷起现象越来越严重。在划痕切出端，划痕边缘和尾部均出现了“飞边”现象，且相较于切入端，切出端的形貌较差，实验与仿真吻合。此外，在不同相位处，材料的去除特性也存在一定不同。在钨相区域，同时存在脆性特征和塑性特征。在黏结相区域，刻划深度较浅时主要呈现塑性变形、塑性流动等特征，刻划中端深度较大时主要呈现与钨相的混杂和交融。在钨相与黏结相的相界处，相邻钨颗粒呈现不同的损伤或去除特征，且相界会阻断特征形貌的传递。最后，磨削后的钨合金表面存在单颗粒刻划痕上出现的所有去除特征，与单颗粒划痕的去除特征吻合。不同的是，磨削后划痕底部出现了区域性和放射状的裂纹。结论 钨合金的两相特性使得磨削表面的去除特征较复杂，存在塑性变形、微裂纹、微卷起、卷起、裂纹和两相交...     

机械振动对WQ960钢焊接接头组织和性能的影响

采用机械振动辅助MAG焊焊接WQ960高强度钢,通过对不同振动参数下焊接接头的显微组织和力学性能分析,研究机械振动对焊接接头的显微组织、冲击韧性和抗拉强度的影响规律.结果表明,机械振动的施加提高焊缝和熔合区的冲击吸收功效果明显,可达15%,对热影响区的冲击吸收功影响不大,焊接接头的抗拉性能也有所提高,但幅度不大仅为2%.施加机械振动后改善了一次柱状晶的形态,得到以细小的针状铁素体为主的焊缝组织,这对提高焊接接头的强韧性十分有利.振动状态下焊缝冲击断口纤维区的韧窝较深,晶状区的解理台阶层次明显,存在较多的撕裂棱,且均匀细化.     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电子显微镜和示波冲击韧度试验、断裂韧度试验研究了焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响。试验结果表明,在六种热循环参数下,X80管线钢模拟粗晶区具有不同的显微组织,当焊接热循环参数较小时,以下贝氏体和板条马氏体为主,随着热循环参数的增大,以粒状贝氏体为主,且其中的M—A岛的形态由细短条状转变成大长条状或大块状,分布由晶界转向晶内,同时数量增多,韧性恶化。     

热输入对QT900对接焊CGHAZ韧性的影响

文中采用热模拟技术、显微分析技术和断口分析等手段,研究了焊接热输入对QT900连续油管对接焊焊接热影响区粗晶区冲击韧性的影响规律及其脆化机理.结果表明,5 kJ/cm的焊接热输入下热影响区粗晶区可获得板条束细小的针状贝氏体,有利于吸收冲击能量,冲击韧性优良;随着焊接热输入从5 kJ/cm增大到10 kJ/cm,热影响区粗晶区晶粒尺寸增大,贝氏体铁素体板条变宽,并且沿着原始奥氏体晶界析出了网状的仿晶型铁素体,导致热影响区粗晶区韧性的恶化.     

Tensile behavior of hybrid tungsten composites with zirconium carbide nanoparticles and tungsten fibers

Hybrid tungsten composites reinforced with zirconium carbide (ZrC) nanoparticles and tungsten fibers were developed by the conventional powder metallurgy process (ball-mill mixing of powders and fibers followed by spark plasma sintering). The synergistic and mutual influences of the fibers and nanoparticles on tungsten were investigated in tensile behavior and fracture-energy tests. Aided by the ZrC nanoparticles, up to 30% of the fibers could be embedded in the tungsten matrix. The fracture energy was maximized by co-introducing 0.2 wt% ZrC particles with 20 wt% short tungsten fibers. The fracture-energy enhancement of the short fibers is contributed by pseudo-toughness from the fiber–matrix interface, inherent toughness from the fibers themselves, and grain refinement (by 50%) of the tungsten matrix. The fracture energy of the composite is very sensitive to the ZrC content, because the two-way action of ZrC weakens the pseudo-toughness of the interface energy.     

Q690CFD高强钢焊接热影响区的断裂韧性

选用Gleeble-1500试验机模拟了两种成分Q690CFD高强钢的焊接粗晶热影响区(CGHAZ),测试了CGHAZ的冲击韧性,并通过三点弯曲试样,测试了CGHAZ的CTOD特征值. 利用SEM对CTOD试样断口及近断口区裂纹扩展行为进行了分析. 结果表明,示波冲击止裂功及CTOD特征值δm/c/u(8)随温度降低呈明显下降趋势;将CTOD特征值δm用Boltzmann函数拟合后所得脆韧转变温度与示波冲击变化规律相对应;两种成分钢的CTOD失稳裂纹扩展路径与近断口区组织亚结构中大角度晶界和M/A分布位置有关.     

锻后热处理对AF1410钢冲击韧性和晶粒度的影响

研究了AF1410钢锻后不同热处理温度和保温时间对冲击韧性和晶粒度的影响。结果表明,随锻后热处理温度的降低,AF1410冲击吸收能量先升高后降低,并且AF1410晶粒度尺寸逐渐减小,但减小幅度变小且趋于均匀化。同一锻后热处理温度下不同保温时间对AF1410冲击韧性有一定的影响,但影响不大,而对晶粒度几乎无影响。     

高强度低焊接裂纹敏感性钢焊接热影响区的冲击韧度

采用埋弧自动焊接方法焊接高强度低焊接裂纹敏感性钢,分析了高强钢焊接热影响区中不同微区的显微组织特征与冲击韧度之间的关系.焊接接头粗晶区和细晶区的显微组织分别为粗大的粒状贝氏体和细小的准多边形铁素体组织,其-20℃的平均冲击吸收功分别为45 J和170 J.粗晶区中粒状贝氏体的有效晶界为原始奥氏体晶界,晶内存在大量的小角度晶界和亚晶界,有效晶粒尺寸较大,冲击韧度显著降低;细晶区中准多边形铁素体的平均有效晶粒尺寸约为5.3μm,大角度晶界可以有效阻碍了裂纹的扩展,具有较好的冲击韧度.     

锆处理石油储罐钢大热输入焊接CGHAZ冲击韧性分析

以微量锆处理石油储罐钢为研究对象,采用Gleeble3500并结合SEM,TEM等试验方法研究微量Zr元素对690 MPa级石油储罐用钢大热输入焊接热循环时粗晶热影响区（CGHAZ）冲击韧性的影响.结果表明,微量锆处理钢可显著提高母材的低温冲击韧性,但会严重恶化CGHAZ的冲击韧性.锆处理钢CGHAZ的M-A组元随着热...