P92钢高温拉伸断口形貌的研究

采用热模拟法进行600~1300℃温度区间P92钢的高温拉伸实验。利用SEM,LSCM对不同拉伸温度下的断口形貌及近断口组织进行分析,并对P92钢的力学性能进行研究。结果表明:P92钢拉伸时,抗拉强度由467.32MPa下降到24.32MPa,屈服强度由56.88MPa下降到1.07MPa;不同拉伸温度下,断口表现以韧性断裂为主,韧性与脆性特征共存的现象。在600~900℃时,P92钢发生了动态回复过程,断口形貌表现为韧窝特征。冷却至室温,P92钢近断口处组织均为马氏体+残余奥氏体组织+M7C3+MC+M23C6+M6C+M3C型碳化物。随着温度升高,P92钢发生了动态再结晶,断口形貌以塑孔为主。P92钢近断口处组织为马氏体+残余奥氏体组织+MC+M6C型碳化物。     

ME10挤压轧制镁合金热处理后的组织与性能

研究了ME10变形镁合金热挤压板料经过轧制、不同温度退火后的组织和室温力学性能.测量了热轧态和退火态的拉伸力学性能,并观察了相应合金的拉伸断口形貌.试验结果表明,合金垂直于轧制方向的性能优于轧制方向的性能.最优的轧后退火工艺为603K下保温1h,垂直于轧制方向和轧制方向延伸率可达14.2%和10.2%,抗拉强度分别为239 MPa和234 MPa,综合力学性能最优.合金热轧态下为准解理断裂,退火后为韧性断裂.     

1050车轮钢组织和力学性能各向异性的研究

研究了1050车轮钢组织和力学性能的各向异性,在经热处理后的1050钢冷轧棒材上并与轧制方向成0°、30°、45°3个不同方向取标准圆棒拉伸试样,在室温条件下进行拉伸试验,在0°、15°、30°、45°4个不同方向取标准Charpy-U型冲击试样进行冲击试验,并观察断口形貌。结果表明:随着与轧制方向角度的增加,试样显微组织的均匀性逐渐变差;拉伸性能随着试样与轧制方向角度的增加而降低,其中屈服应力与抗拉强度下降比例分别为10.3%、7.4%,断口都是韧性断裂;冲击韧性随着试样与轧制方向角度的增加而降低,冲击吸收功下降的比例为27%。随着与轧制方向角度的增加,1050车轮钢的强度、塑性与韧性逐渐降低,综合力学性能降低,会导致车轮承受多向应力时失圆并出现偏轴磨损现象,加速车轮的磨损失效。     

回火温度对1500MPa级Nb-Ti低合金直接淬火钢组织与性能的影响

通过低成本成分设计,在控制轧制的基础上,应用直接淬火+回火工艺制得抗拉强度1 500 MPa级经济型低合金高强高韧钢,测定了该合金成分体系的连续冷却转变曲线,研究了不同回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢抗拉强度逐渐下降,屈服强度先升高后降低,-40℃冲击功则呈现出先升高、后降低、再升高的趋势.回火温度为200℃时,试验钢获得了最优的综合力学性能,抗拉强度达到1 730 MPa,屈服强度为1 400 MPa,-40℃冲击功为43 J.     

含P高强IF钢的高温力学性能

使用Gleeble3500热模拟试验机测定零塑性温度(ZDT)、零强度温度(ZST)及最大抗拉强度随温度的变化,用扫描电镜观察分析不同拉伸温度下的断口形貌,使用THERMO-CALC软件计算其冷却过程中的相变及析出相,研究了含P高强IF钢的高温力学性能。结果表明,该钢种的ZDT和ZST分别为1420℃和1445℃,第Ⅰ脆性区间为1400℃-熔点,不存在第Ⅲ脆性区间,铸坯表面裂纹不是在矫直过程中形成的;铸坯的最大抗拉强度随着拉伸温度的升高而降低,在1300℃以上最大抗拉强度均低于5.3 MPa;高强IF钢连铸坯冷却至500℃-200℃时析出大量Fe3P,可能导致铸坯冷脆开裂。采用热装工艺,可以降低高强IF钢铸坯表面横裂纹出现的机率。     

淬火工艺参数对BR1500HS材料性能与微观组织的影响规律研究

通过高温拉伸实验研究了BR1500HS高强钢在不同加热温度与保温时间下的抗拉强度、硬度及真实应力-应变曲线,并通过光学显微镜观察了不同淬火温度下的微观组织结构,利用扫描电子显微镜SEM分析了淬后材料的断口形貌。得出了不同的淬火工艺参数对BR1500HS抗拉强度、硬度、真实应力-应变曲线、微观组织结构以及断口形貌的影响规律。在奥氏体化温度为900℃并保温2 min时淬火,材料硬度和抗拉强度均达到峰值,延展性也最好;在850~920℃温度区间韧窝断口形貌较好;淬火温度超过Ac3(811℃)且在保温时间足够长时,可使试样中的铁素体和珠光体完全转变为奥氏体,淬后试样的组织为完全的马氏体。这为实际生产的工艺参数选择提供了指导。     

ZL205A铝合金铸件偏析缺陷的断口形貌和化学成分

以实际生产过程中铝铜系ZL205A铸件的偏析缺陷为研究对象,研究了偏析缺陷对铸件本体力学性能和断口形貌的影响,同时研究了偏析面积与试样性能的关系.结果表明:偏析缺陷对试样抗拉强度和伸长率影响较大,对试样屈服强度影响较小,且偏析缺陷试样伸长率均值为3.7%,略低于I级指标4%要求,而抗拉强度和屈服强度均值分别为391.3MPa和343.5MPa,均高于I级指标360MPa和280MPa要求;无缺陷试样断裂为韧性断裂,偏析缺陷试样断裂为沿晶脆性断裂,偏析相呈网络状并连成片均布在晶界上,其主要成分为Al2Cu低熔点共晶相;试样抗拉强度σb值与其偏析面积能较好地满足线性关系.     

终冷温度对高强度抗震钢筋组织和性能的影响

用Gleeble-3800热模拟机进行高强度抗震钢筋的热模拟实验,使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)和万能拉伸试验机等手段表征其微观结构、第二相、力学性能和断口形貌,研究了终冷温度对高强度抗震钢筋的组织和性能的影响并揭示微合金元素细化晶粒的机理。结果表明：实验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体,随着终冷温度的降低铁素体晶粒细化。终冷温度为650℃时实验钢中分布在铁素体基体上的主要析出相 (Nb, Ti, V)C和(V, Nb, Ti)C的平均粒径约为2 nm和5 nm。随着终冷温度的降低实验钢的抗拉强度和屈服强度都增加,终冷温度为650℃时其抗拉强度和屈服强度分别为638.75 MPa和467 MPa,强屈比为1.37。在不同终冷温度实验钢的拉伸断口主要为等轴韧窝,其尺寸和深度不同。     

取向电工钢的低温拉伸变形和断裂行为

测量了普通取向电工钢室温至300℃的拉仲性能并观察了拉伸断口形貌.对比分析和定量计算表明,随着拉伸温度的升高P原子在晶界偏聚的程度逐渐降低,使得断口形貌的沿晶特征减弱、解理特征增强.拉伸温度超过100℃以后沿晶断裂特征消失,基体的屈服强度逐渐低于解理强度,使得断口形貌解理特征减弱、韧窝特征增强,至190℃转变成完全的韧窝断口.在100℃-160℃范围内拉伸变形时位错滑移会拖曳柯垂尔气团随之迁移,造成了随温度升高延伸率下降,且屈服强度的降幅减缓.     

激光退火对1Cr5Mo钢焊接接头热拉伸性能的影响

利用CO_2激光对1Cr5Mo耐热钢焊接接头进行退火处理,通过拉伸实验分析温度对激光退火前后试样热拉伸性能的影响。采用扫描电镜观察激光退火前后晶粒变化情况、断裂形式和断口形貌,并通过X射线应力仪测定激光退火前后焊接接头表面残余应力状态。结果表明:在200℃时激光退火后试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率比原始试样分别提高了32.5%,22.5%和4.6%,而在300℃时激光退火后试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率比原始试样仅分别提高了6.6%,6.5%和7.5%;激光退火前后试样拉伸断口均为韧性断口,但激光退火后试样的韧窝尺寸大于原始试样,随着温度升高,韧窝尺寸进一步增大;激光退火后试样表面产生的晶粒细化和残余压应力是热拉伸性能提高的主要因素。     

基于正交试验分析的阳极键合强度研究

采用抗拉强度作为键合质量评价的指标,对硅-玻璃阳极键合的键合温度、冷却速度、退火温度和时间等四个参数的三个位级下的键合效果进行了分析。通过采用正交试验分析法,将81组试验减少为9组并进行了试验。采用自制的抗拉强度测试机对强度进行了测试,结果发现,阳极键合后的冷却速度对强度的影响最为显著,冷却速度越低,强度越高。最后对断裂面进行了SEM分析并对试验结果进行了讨论。     

温度对三维五向编织/环氧树脂复合材料拉伸性能的影响

研究了三维五向编织/环氧树脂复合材料和树脂基层合复合材料在室温、80℃、150℃和180℃的拉伸性能,讨论了不同温度对三维五向编织复合材料和层合复合材料拉伸的影响规律。研究结果表明,三维五向编织复合材料在80℃、150℃时的拉伸强度与室温相近,而在180℃时,比室温时的拉伸强度下降了15.37%;层合复合材料在80℃、150℃和180℃时的拉伸强度则比室温分别下降了3.45%、13.3%和34.42%。造成层合复合材料高温拉伸强度下降较大的原因是:在高温时,由于树脂被破坏,使层合复合材料发生了分层。说明相同树脂基体的复合材料,增强体结构对复合材料在高温时的拉伸性能有着重要的影响。     

Al_2O_3弥散强化铜棒材高温力学性能与软化行为研究

研究了ODS15、ODS20和ODS60三种Al_2O_3弥散强化铜棒材在650℃下保温1 min和15 min的高温力学性能,并依据ISO5182对ODS60弥散强化铜棒材的硬度、抗拉强度、屈服强度、软化行为进行研究。结果表明,铝含量不同的三种弥散强化铜棒材在650℃保温1 min与保温15 min的高温强度基本一致;随着铝含量的增加,高温强度随之升高;ODS60弥散强化铜硬度、屈服强度、抗拉强度的软化温度分别为970℃、950~960℃、960~970℃。     

国产550级连续氧化铝陶瓷纤维的高温拉伸性能研究

氧化物陶瓷纤维具有优良的耐高温和抗氧化性能, 是航空航天领域用复合材料增强相的重要候选材料。高温拉伸性能是氧化物陶瓷纤维在极端环境应用的关键评价指标之一, 但相关报道较少。本工作研究了国产550级纤维的高温拉伸性能和热处理后的室温拉伸性能, 探讨了纤维的拉伸性能与其物相和显微结构的演变关系和内在机理, 并与Nextel 720和CeraFib纤维的高温拉伸性能进行了对比。结果表明, 国产SIC550纤维复丝和单丝在1100 ℃以下具有相对较高的拉伸强度和拉伸强度保持率, 由于纤维中无定形SiO₂的高温热稳定性较差, 对纤维1200 ℃以上的高温拉伸性能产生明显不利的影响; 通过在临界相转变温度(1300 ℃)对纤维进行热处理来形成莫来石相, 可在一定程度上改善纤维在1250~1400 ℃的高温拉伸性能。考虑到不同标距的影响, SIC550纤维在1100 ℃的高温拉伸强度(883 MPa)与Nextel 720 (1000 MPa)和CeraFib纤维(940 MPa)接近。     

Optimization of Pultrusion Process Parameters via Design of Experiments and Response Surface

Experimental designs were implemented to investigate the effects of mold temperature and pulling speed on the tensile strength of cylindrical cables produced by pultrusion. A two‐level factorial design with a central point revealed that the linear model is not applicable for describing the influence of the process parameters on the tensile strength. Additional experiments were performed to investigate the contribution of quadratic terms. A three‐level factorial design revealed that only the linear and the quadratic‐linear interactions can be discarded from the complete quadratic model. In the investigated range of the parameters, the tensile strength always increases with the mold temperature and decreases with the pulling speed. Thus, cables produced at the highest temperature and the lowest speed are the most resistant. Compared with the mold temperature, the pulling speed has a minor influence on the tensile strength. Based on these findings, during periods of higher demand, the pulling speed can be increased without significant loss in tensile strength. For the cases where the tensile strength is critical, the rise in speed can be compensated by a mild increase in temperature. This way, the gain in quality, translated into cables with better resistance, highly compensates for the additional energy consumption. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Experimental evaluation of the strength distribution of fibers under high strain rates by bimodal Weibull distribution

This paper proposes a bimodal Weibull distribution model for strain- rate- and temperature-dependent fiber strength. The relationships of the mechanical quantities between fiber and fiber bundles at different strain rates and temperatures under tensile impact are established. A method for determining mechanical parameters of fibers by tensile impact tests of fiber bundles is established. Experiments on E-glass bundles have been performed at six strain rates (90, 300, 800, 1100, 1300 and 1700 s⁻¹) at three different temperatures (−70, 14, 80°C). According to the statistical analysis and models, the mechanical parameters for the fiber and their relationships with strain rate and temperature are obtained from the tensile impact experimental results. The emulated stress/strain curves from the model are in good agreement with the test data. The theoretical model and test results show that the shape parameters, β^d₁ and β^d₂, are not only strain rate independent but also temperature independent. The scale parameters σ^d₀₁ and σ^d₀₂, which change with strain rate and temperature, are not constant.     

Mechanical properties of young concrete: Part I: Experimental results related to test methods and temperature effects

Results of several test series on mechanical properties of young concrete are presented. Six different concrete mixes were tested systematically, and a number of other concrete mixes less extensively, all with w/b≈0.40. The program included compressive strength, tensile strength, splitting tensile strength and E-modulus determination both in compression and tension. Because temperature influences the rate of property development, and also the “final value” of a given property, the specimens were subjected to realistic temperature regimes the first few days as well as isothermal conditions. The test methods are described, and results obtained by the different test methods are compared. It is recommended that the temperature sensitivity constants should be determined from compressive strength tests on specimens exposed to realistic temperature histories. These parameters depend strongly on the cement type and the silica fume content. It was found that high performance concretes were quite robust to the negative effects of elevated temperatures. This was particularly true for concretes with pozzolana. In part two of the paper model parameters for an equation to be used in calculation programs are determined, and a test program for crack risk estimation is proposed.     

改性PET的微孔注塑成型

采用均苯四甲酸二酐(PMDA)扩链增粘改性后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(M-PET)进行Mucell微孔注塑成型实验。扫描电镜(SEM)结果表明,M-PET具备了维持良好泡孔形态所需的熔体强度,其微孔注塑制品分为皮层、中间层与芯层三部分。通过正交实验和信噪比(S/N)分析法,考察了M-PET在微孔注塑成型过程中各重要操作参数对制品拉伸强度的影响。研究结果表明,高的熔胶量,适中的发泡剂含量和熔体温度,以及较低的射胶速率和模具温度有利于提高制品的拉伸强度,在各操作参数中,熔胶量对制品拉伸强度影响最大。获得了发泡样条力学性能与减质量之间的关系。     

玻纤和碳纤在低温下的强度统计特性

利用纤维强伸实验仪和自制的低温实验装置,研究了碳纤维与玻璃纤维在低温(77K)下的拉伸力学性能.由测试数据发现,低温下纤维的强度分布具有统计性,采用Weibull统计分布可以较好的进行描述.在低温下,两种纤维的强度Weibull分布尺度参数和平均强度都有不同程度的提高,而形状参数和弹性模量则基本保持不变.     

固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响

研究热压成型过程中,不同固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响。结果表明:亚麻纤维在120,140℃和180℃分别处理2h后单纤维拉伸性能发生不同程度的下降。环氧树脂E-51在120,140℃和180℃下固化2h后拉伸性能未发生明显变化。基于环氧树脂的单向亚麻纱线增强复合材料分别在120℃和140℃固化成型时,拉伸强度和冲击强度变化不大。但当固化温度达到180℃时,由于亚麻纤维在高温环境下损伤较为严重,其增强复合材料的拉伸强度和冲击强度均发生明显的下降。然而复合材料的拉伸模量随着成型温度的升高有一定幅度的提升。