异种耐候钢塞焊接头组织与疲劳性能研究

通过显微组织分析、硬度试验和脉动拉伸疲劳试验,研究Q310NQL2与Q345NQR2耐候钢塞焊接头的组织和性能。结果表明:采用ER50-G碳钢焊丝焊接时,塞焊接头熔核区组织为珠光体+铁素体,过热现象导致出现魏氏组织,热影响区珠光体片层粗大;熔核区硬度最高,热影响区硬度有所下降,但软化现象不明显。脉动拉伸疲劳试样断口位于薄板侧熔核区根部,疲劳断裂的主要原因是此处的脆性组织和应力集中。     

基于超声相控阵的耐候钢接头疲劳裂纹动态监测

借助超声相控阵技术对耐候钢对接接头开展疲劳失效过程动态监测. 基于超声波探头的信号特征,研究其扇形扫描反射过程,建立实时扫查方案, 并对10 mm厚的耐候钢对接接头实施实时监测.结果表明,当疲劳寿命为5 × 104次时,相控阵检测到多个裂纹从对接接头焊趾部位萌生,并沿着板厚扩展,当疲劳寿命超过3.5 × 105次时,裂纹开始快速扩展. 与疲劳试验断口对比发现,基于相控阵检测得到的裂纹尺寸与试验结果基本一致,验证了相控阵裂纹动态检测的准确性. 根据裂纹深度a、裂纹长度2c与循环次数N关系,明确了裂纹动态演化行为,并获得中厚板耐候钢对接接头表面裂纹的扩展演化规律.     

蠕墨铸铁疲劳强度和疲劳裂纹扩展动态的研究

用球墨铸铁作为对比材料,研究了蠕墨铸铁在脉动拉伸负载下的疲劳强度和疲劳裂纹扩展动态,简述如下。     

基于解析算法与J积分法的耐候钢接头疲劳裂纹扩展分析

为准确描述焊接接头疲劳裂纹在扩展中的动态过程,借助多阵元超声相控阵设备对12 mm厚耐候钢对接接头的表面裂纹扩展动态进行实时监测,得到半椭圆形裂纹深度、长度与寿命的演化关系.借助Abaqus建立有限元分析模型,将裂纹几何变化历程输入,计算裂纹尖端7个方向的能量释放率,获得裂纹尖端应力强度因子幅值.将裂纹尖端(θ = 90o)的K值与BS7910标准中推荐解析公式对比分析,其结果吻合性好.在此基础上,分别采用简化公式与两阶段扩展模型计算试样的疲劳寿命. 结果表明,两阶段裂纹扩展模型能准确地预测对接接头裂纹的疲劳寿命,且与试验结果高度吻合.     

热处理对提高疲劳强度与修复疲劳裂纹的影响

零件在使用过程中受到交变动载荷作用时,容易产生疲劳,严重的时候导致零件的破坏,甚至造成事故。热处理能够有效地提高材料的疲劳强度,并且能够对零件疲劳裂纹进行修复,从而延长零件使用寿命。疲劳裂纹容易产生于应力集中的部位,优化的组织结构能够有效抑制初始疲劳裂纹产生;热处理工艺选取是否合理对于保证材料疲劳强度是关键,热处理过程中应防止脱碳,获得晶粒大小合适,协调性好的组织;处于不同时期的裂纹其修复使用的热处理方法不同;由于组织与基体组织之间存在差异使得裂纹修复只能进行有限次数。     

耐火耐候钢的耐蚀性研究

对室内盐雾加速腐蚀循环试验和10个月大气暴露试验的耐火耐候建筑用钢试样进行电化学测试,研究了其耐蚀性能。结果表明,各钢种阴极极化曲线由裸露的扩散控制极化转变为带锈的活化极化,而且带锈的耐火耐候钢阳极极化反应比普通建筑用钢受到更大的阻滞,表明耐火耐候钢的耐蚀性比普通碳钢要好.对锈层横截面的扫描电镜分析表明合金元素有助于保护膜的生成.     

疲劳破坏的过程及提高疲劳强度的方法

为了减轻汽车零件的重量 ,要求提高其疲劳强度。在这里将疲劳破坏分为七个阶段 ,研究了各阶段促进和抵抗疲劳破坏的因素。其结果有三种方法可有效提高应力比为正值的零件的疲劳强度。1)尽可能提高材料的屈服应力 (硬度 ) ;2 )尽可能形成大而且深层的残余压应力。特别是对细晶粒钢 ,应尽可能提高最表面的残余压应力 ;3)尽可能减小材料的晶粒尺寸     

不同形状的耐候钢T形角接接头疲劳性能研究

T形角接接头在铁路货车箱型结构中应用较为广泛,该接头处受力较为复杂,其疲劳性能对于整车安全有着关键作用。对不同形状Q450NQR1高强度耐候钢多层多道焊T形角接接头进行三点弯曲疲劳试验和疲劳断口扫描试验。结果表明：a10角焊缝、向外凸焊缝与向内凹焊缝焊接接头的中值疲劳极限由高到低依次为289 MPa、277.5 MPa、241 MPa。疲劳试件分别在焊趾或焊缝之间启裂,焊趾处裂纹向母材延伸。观察其断口形貌可知：各区域具有典型疲劳断裂特征,启裂区存在同扩展方向一致的清晰细密的条纹,此种条纹是一种呈向外放射状且具有一定高度差的撕裂棱。扩展区随疲劳循环次数的增加而扩大,裂纹呈河流状分布,终断区观察到大小深浅不一的韧窝,故判断断口为韧窝型韧性断裂。     

基于BP和RBF神经网络的稀土合金铸铁腐蚀深度预测

通过动态质量损失法腐蚀试验获取样本数据,利用MATLAB的工具箱函数分别建立了稀土合金铸铁碱腐蚀深度的BP和RBF神经网络预测模型,并对两种网络模型的结构、预测精度和训练过程进行对比研究。结果表明,在样本集和训练条件下,BP和RBF神经网络的预测相对误差在10%以内,解决腐蚀时间、合金铸铁主要合金成分与腐蚀深度之间的非线性映射关系,可满足工程预测需要,为制碱工业的防腐蚀技术提供了新途径。但RBF神经网络的预测能力和泛化能力优于BP神经网络,且较BP神经网络具有迭代次数少、收敛速度快和网络结构简单等优势。     

高强度耐候钢焊接性研究

本文针对新型400MPa级高强度耐候钢材,采用CO2气体保护焊,通过化学成分、焊接裂纹试验、对接接头力学性能试验,对其焊接性能进行检验,结果表明该钢焊接性能优良,能够得到优质的焊接接头。     

Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢的静态软化行为研究

采用Gleeble-3500热模拟实验机,在变形温度为850～1100℃、应变速率为5 s~(-1)、道次间隔时间为1～1000 s的实验条件下,通过双道次压缩试验.研究了Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢的静态软化行为.结果表明,其静态软化率随变形温度的升高和道次间隔时间的延长而不断增加.应用后插法计算了在不同真应变条件下的静态软化率.对静态软化率进行回归分析,求得Cu-P-Cr-Ni-Mo耐候钢静态再结晶激活能Q<,rex>为256kJ/mol.     

耐候钢及其腐蚀产物的研究概况

介绍了耐候钢的发展、国内外使用及研究状况，概述了合金元素对耐候钢耐大气腐蚀性能的影响及其作用机制的研究进展，并对腐蚀产物的组成、锈层形成及其演变的电化学过程方面的研究进行了介绍，对今后耐候钢的研究与发展前景提出了展望。     

高铬耐候钢的电化学行为研究

    应用动电位扫描和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了高铬含量对耐候钢电化学行为的影响.动电位扫描极化曲线结果表明,增大钢中铬质量分数可以提升耐候钢的自腐蚀电位E0,降低耐候钢腐蚀速率;电化学阻抗谱分析结果则显示高铬耐候钢具有较致密有效的腐蚀产物膜,抵御离子传导能力增强.     

耐候钢表面锈层稳定化过程研究

通过大气暴露腐蚀试验对比分析了碳钢和耐候钢的腐蚀情况 ,并对试片表面腐蚀产物进行了XRD和EPMA分析 ,研究了耐候钢表面锈层的稳定化过程。     

耐火耐候钢高温力学性能试验研究

钢材的高温力学性能数据是进行钢结构抗火性能分析与抗火设计的基础．通过对宝钢耐火耐候钢B490RNQ进行系列高温力学性能试验,得到了该钢种的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、伸长率和应力．应变关系曲线等高温力学性能数据,并根据该试验结果得出可用于计算分析的高温材性模型,该模型与试验值验证吻合良好。     

基于有限元法的铰链梁疲劳强度分析与设计研究

金刚石六面顶压机的关键零件铰链梁工作中受变载荷作用,易出现疲劳破坏。生产中常依据静强度进行类比设计。应用有限元理论研究铰链梁的疲劳强度,分析铰链梁工作中的应力与变形分布,并对常规方法,基于静强度结构优化后,基于疲劳强度结构优化后的铰链梁的应力与变形作对比与分析。研究结果表明,铰链梁中最大应力发生在凸耳处,与类比设计相比,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积减少15.7%,最大等效应力降低10.2%,疲劳安全系数提高10.86%;相对于基于静强度结构优化方案,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积有所增加,最大等效应力降低52.6%,基于静强度优化后,铰链梁中应力循环次数表示的寿命2.4×105次,基于疲劳强度的优化方案铰链梁寿命超过107次,该研究可为铰链梁的设计提供有益的参考。     

汽车耐候钢09CuPCrNiA的腐蚀行为研究

研究了汽车耐候钢09CuPCrNiA在CO2大气环境中的腐蚀行为。结果表明,耐候钢在腐蚀初期的质量增加较快,但在腐蚀约240 h后的质量增加明显减慢。腐蚀240 h和720 h后的腐蚀产物相同,均由α-Fe、Fe(OH)2、α-FeOOH和γ-FeOOH组成。     

热处理过程中耐候钢的变形行为研究

通过对耐候钢进行热压缩实验,分析不同热变形条件下材料的变形能力,研究变形温度、变形大小、应变速率等因素对变形抗力的影响。结果表明,对耐候钢的变形抗力影响最大的是变形温度的高低和应变速率的快慢,变形温度越高其变形抗力越小,应变速率越快其变形抗力越大。建立的耐候钢变形抗力数学模型拟合精度较高。     

高强耐候钢变形抗力及模型的研究

CSP技术采用控制轧制工艺后生产高强耐候钢,要求反复形变再结晶细化晶粒,在奥氏体低温区要求有足够的累积压下量以及要求有较低的终轧温度等,这些因素都使轧制压力增大,它往往成为满足控制轧制工艺条件的限制因素,文章利用Gleeble-1500热模拟机研究了不同温度、不同变形量、不同变形速率下高强耐候钢的变形抗力,并利用NOSA软件,应用最小二乘法进行多元线性回归,建立了变形抗力的数学模型,为马钢CSP生产高强耐候钢的实践提供科学依据.