服役时间对螺旋焊缝输油管道材料力学性能的影响

为研究服役时间对螺旋焊缝管道材料力学性能的影响,对服役了近30a的鲁宁管线和尚未投入使用新管线的有焊缝与无焊缝16Mn管道材料分剐进行了拉伸试验和疲劳试验。结果表明：螺旋焊缝管道材料拉伸性能稳定,在经过长期服役后并无明显降低;但含焊缝材料在长期服役以后其疲劳性能明显降低,而无焊缝材料的疲劳性能无明显变化。     

苯加氢高温临氢管道服役十年后的安全状况研究(二)──工艺管线材料损伤试验研究

本文对苯加氢装置中高温高压临氢管道服役十年后的材料进行损伤试验研究，主要是力学性能测定与分析，试验结果表明经过长期高温临氢服役后，管道材料均受到脆化损伤，塑性、延性和韧性均已下降。     

预应变对管线钢低温断裂韧度影响研究

油气管线无论是在安装还是在服役过程中,都会不可避免地产生大塑性应变(即预应变).为了研究预应变对材料力学性能和断裂韧度的影响,对X80管线钢原材料和塑性变形材料分别进行不同温度下的拉伸试验和断裂韧度试验,并对试样断口形貌进行分析.试验结果表明,温度对管线钢的断裂韧度具有显著作用,钢材的断裂韧度随着温度的降低显著减小,断裂方式也由延性断裂转变为脆性断裂;拉伸预应变因工作硬化提高了钢材的屈服强度与抗拉强度,而压缩预应变因包申格效应降低了钢材的屈服强度与抗拉强度,但两者都降低了钢材的塑性及断裂韧度,进一步增加脆性断裂发生的概率.因此,在管道设计、选材、安全分析及评定时,应充分考虑温度和预应变对管线钢断裂行为的影响.     

苯加氢高温临氢管道服役十年后的安全状况研究(三)──工艺管线材料损伤断口形貌分析

本文对某化工公司苯加氢装置中高温临氢工艺管线服役十年后材料拉伸、冲击与断裂试验后的断口进行宏观与微观形貌分析。力学性能明显下降的管线材料试验断口已表现出脆性断裂特征，且断口上可清楚地观察到裂纹和空洞等使材料性能劣化的现象。     

基于修正θ法的长期服役10CrMo910钢主蒸汽管道剩余寿命预测

在石油化工、火力发电等行业,大量的设备承受较高的温度和复杂载荷作用,确保其安全运行对于保障人员和财产安全有重要意义。对广泛应用于电厂主蒸汽管道的耐热钢10CrMo910的蠕变性能进行了研究,针对长期服役的主蒸汽管道,应用修正θ法对服役20余万h的钢材进行了分析及剩余寿命预测,对于寿命后期管道继续服役的安全性和操作有一定的指导意义。     

热处理对机床主轴用40Cr、65Mn钢力学性能的影响

以机床主轴用40Cr、65Mn钢为研究对象,对其不同热处理工艺下的力学性能进行了测试研究。实验结果表明:随着回火温度的升高,65Mn钢和40Cr钢力学性能有着相同的变化趋势,抗拉强度和屈服强度下降,伸长率和断面收缩率升高,硬度下降,耐磨性变化不显著。在相同的热处理条件下,65Mn钢比40Cr钢强度高、塑性差、耐磨性好、综合力学性能要更好。两种材料在用于机床主轴时经过调质处理便可很好地满足生产需要。     

16MnR钢在含H2S液化石油气中服役后性能的变化

对未使用过的和在液化石油气环境中服役多年的16MnR钢的化学成分、力学性能和耐腐蚀性进行了对比研究。结果表明：服役过旧材料的化学成分没有发生明显变化,但力学性能有一定程度降低。在含有高浓度H2S的改性NACE溶液中,两种材料的全面腐蚀速率均较低,但新材料表面出现鼓泡而旧材料出现大量裂纹。     

A335P91材质主蒸汽管道质量检验及性能试验研究

本文通过对主蒸汽管道用A335P91钢的力学性能、组织、高温热强性能试验及现场质量检验的试验研究,给出了P91管材原始冶金质量或最终制管工艺稳定性,对9%~12%新型铁素体耐热钢管道服役前及长期安全使用的重要影响因素,阐述了P91等高合金钢材料性能检验的重点内容和判据。     

焊后热处理对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响研究

P92钢是在P91钢的基础上微调元素成分得到的美标马氏体耐热钢。该种金属材料在各类高压蒸汽管道中有广泛应用。相较P91钢,P92钢增加了钨元素和硼元素,同时在元素成分比例方面提升了钨元素和钼元素含量。通过元素比例的调整P92钢在耐高温以及耐腐蚀性上优于P91钢。在加工过程中,由于进行了元素比例调整,因此其高温蠕变断裂强度获得提升。以超超临界压发电机组主蒸汽管道为例,使用P92钢能够在保障强度、耐高温性、耐腐蚀性的基础上降低管道整体重量,在不改变基础结构设计的前提下有效提升整体应用效果。合金材料显微组织情况及其力学性能直接影响该材料在实践应用中的整体效果。P92钢在加工处理过程中,需要应用到焊后热处理技术,对该材料进行研究时应重点分析,经焊后热处理后P92钢在焊缝部位的纤维组织以及力学性能情况。     

U71Mn钢轨振动疲劳寿命研究

随着中国铁路的快速发展,钢轨的服役寿命对于降低铁路运行成本、提升运营安全显得日益重要。以高速铁路常用的U71Mn钢轨材料为对象,研究其存在疲劳裂纹时不同初始应力强度因子条件下的振动疲劳寿命并分析其破坏机理。结果表明：不同初始应力强度因子对于U71Mn钢轨的振动疲劳寿命影响较大;振动疲劳裂纹在U71Mn钢轨当中的扩展机理与静态疲劳也有所区别。在疲劳瞬断区,振动疲劳断口河流花样更密集,韧窝更大更深;在疲劳裂纹扩展区,初始应力强度因子较大时低周疲劳损伤机制占主导,初始应力强度因子较小时则高周疲劳损伤机制占主导。     

基于声发射的电化学充氢时间对X100管线钢力学性能和断裂韧度的影响

X100在海洋石油领域具有广泛应用前景,服役过程中不可避免受到氢的影响。以API X100管线钢为研究对象,通过电化学试验和声发射监测等试验方法,研究不同电化学充氢时间对管线钢力学性能和断裂韧度的影响;结合微观形貌,探究充氢时间与X100管线钢作用机理。结果表明：管线钢本身具有良好的强韧性,电化学引入氢后,材料的屈服强度和抗拉都会降低,且随着充氢时间的增加,性能恶化加剧。充氢后,材料性能的恶化,主要归因于引入的氢会扩散到材料的应力集中缺陷处,与缺陷处组织发生交互,最终导致材料性能变化。研究结果可为高强钢服役时的性能劣化预测及开裂监控提供依据。     

Assessment of the crack growth characteristics at the low fatigue limit of a multi-pass welded Ni-based alloy 617

It has become known that the most effective methodology for green power plant systems is to increase the generating efficiency of steam power plants. Among the materials developed to improve the performance, it is known that the most practical and applicable materials are Ni-based Alloys. However, it is necessary to first guarantee mechanical reliability of the weld for applying these Ni-based Alloys. In this study, firstly, the fatigue strength of multi-pass welded Ni-based Alloy 617 in as-welded and post weld heat-treated conditions were assessed. And then the crack growth characteristics at the low fatigue limit of them were assessed. From the results, fatigue strength of the welds those were post weld heat treated did not show large difference compare to not heat-treated ones. These results mean that the weld of Ni-based Alloy 617 is not influenced remarkably by post weld heat treatment in the metallurgical and mechanical changes. However, it was found that the fatigue crack grew at the low fatigue limit, which was about 48.4% (327 MPa) of the static tensile strength (675.1 MPa) of the weld, and 43.1% of the base material (759.4 MPa).     

论高强度螺栓的材料及其强度问题

本文从高强度螺栓的服役条件出发论述了高强度螺栓选材的考虑因素。用低碳马氏体钢和中碳调质钢进行了静拉伸、偏斜拉伸、冲击韧性、疲劳强度和延迟断裂强度等试验。试验结果表明,与中碳调质钢相比,低碳马氏体钢的强度提高1/3以上,同时保持较高的塑性和韧性,螺栓的承载能力提高45～70%,而缺口偏斜敏感性并不显著升高;螺栓的疲劳强度与中碳钢调质态螺栓大体相同：低碳马氏体钢的延迟断裂敏感性比相同强度水平的40Cr钢小,并且在盐水和水中对延迟断裂是不敏感的。因此,选用低碳马氏体钢作高强度螺栓材料,不仅在综合机械性能方向有许多优点,而且其优良的工艺性能更是中碳钢不能比拟的。本文还进行了热处理前和后滚制螺纹对螺栓疲劳强度的影响试验,结果表明,热处后滚制螺纹可有效地提高螺栓的疲劳强度。根据本文的试验结果,作者对低碳马氏体螺栓钢的成分设计作了某些探讨。     

计及湿热效应的层板复合材料疲劳寿命的试验及数据处理方法

湿热环境严重影响复合材料的物理及力学性能 ,为研究湿热效应对疲劳寿命的影响 ,建立考虑湿热影响的复合材料疲劳性能试验方法。文中以剩余强度衰减模型为基础 ,对考虑湿热效应的层板复合材料的拉—拉疲劳性能试验的全过程进行介绍 ,阐述试件准备过程、试验中测试的项目 ,详细介绍基于剩余强度衰减模型中的参数的确定以及试验中试件个数确定的计算方法 ,并且指出试验中一些必要的注意事项 ,对试验中的有关数据处理也给出相应的理论基础。以此试验方法为基础可以方便地进行疲劳寿命的预测与分析     

烘烤硬化钢板B180H1与冷轧板DC04性能对比研究

通过试验,对汽车用高强度钢板B180H1的力学性能、成形性能、烘烤硬化性能和抗凹陷性能进行了全面的研究,并与普通冷轧钢板DC04进行了比较;使用NADDRG模型对两种材料的成形极限进行了预测;试验结果表明,B180H1的力学性能优于DC04,成形性能不低于DC04,且B180H1的烘烤硬化性能及抗凹陷性能方面均优于DC04。因此高强度钢板B180H1具有较好的成形性能,能代替DC04板材应用于汽车的某些领域。     

基于BP网络的齿轮弯曲疲劳强度极限的确定

齿轮强度设计时,其弯曲疲劳强度极限值一般由图表查得,由于图表繁多,给齿轮传动设计的CAD化带来了很大的不便.针对齿轮弯曲疲劳强度极限的影响因素(齿轮材料、齿面热处理硬度、材料及热处理品质),以及这些影响因素与齿轮弯曲疲劳强度极限之间非线性特性,提出了应用4层BP神经网络模型确定齿轮弯曲疲劳强度极限的方法.依据弯曲疲劳强度极限线图的两个特殊点建立了解析表达式,用其求出的值作为BP网络训练样本.训练好的BP网络模型可直接用于工程设计中齿轮弯曲疲劳强度极限值的确定,实例印证了其误差不超过5%.     

基于UIC标准的转向架构架强度评估

介绍了某型动车转向架焊接构架的结构特征,建立了其有限元模型;根据国际铁路联盟标准UIC615-4详细计算了构架强度分析所需的载荷条件,其中包含超常载荷、运营载荷、及附加载荷;对得到的载荷进行了组合,确定了强度分析的载荷工况,载荷工况又分为静强度评价载荷工况和疲劳强度评价载荷工况;对构架静强度进行了计算与评定,并用Goodman疲劳强度极限图对构架疲劳强度进行了评定。结果表明该转向架焊接构架能够满足标准规定的静强度及疲劳强度的要求。     

动车组头车车体疲劳强度分析

以某350km/h动车组头车车体为研究对象,在ANSYS中建立车体有限元模型,依据EN12663标准对其进行刚度和静强度分析,得到车体垂向最大变形为539mm,最大当量应力为2802MPa,最大当量应力出现在空气弹簧约束处,小于材料的屈服极限,满足车体刚度和静强度要求;根据动车组实际线路运行情况,增加明线会车、隧道会车、隧道通过和侧风工况4种气动载荷工况进行静强度分析,4种工况车体的静强度均小于车体材料的屈服极限;采用Goodman疲劳曲线图对车体疲劳强度进行评估,各部位安全系数均大于1,满足疲劳强度的要求。     

疲劳载荷下强度衰减的数学模型

提出评价结构强度衰减过程的经验模型——强度衰减模型。该模型提供一种新的测定材料和结构应力（载荷）-寿命曲线的简易方法。经过三种材料和结构件的实验数据验证，此模型可以比较准确、快捷地预测材料的疲劳极限和结构的临界载荷，减少测定S-N曲线所需要的试验点数。强度衰减模型结合强度增长模型，可以为基于结构强度潜力充分发挥的轻量化设计提供技术指导和评价依据。完善并应用这一模型，可以有效提升我国机械产品的轻量化设计水平。     

微孔发泡PP材料的断口形貌分析

本文采用二次开模注射成型的方法制取PP微孔发泡材料,对其力学性能进行了测试,实验结果表明,除拉伸强度有所下降外,其它机械性能都得到了提高,尤其冲击强度得到显著提高。用扫描电子显微镜观察了PP微孔发泡材料试样的冲击断口,初步研究了其断口形貌,认为冲击强度提高的原因主要是裂纹扩展过程中微孔吸收了大量的能量和转移了裂纹扩展路径。