塑性损伤对焊接接头热影响区韧性的影响

基于小冲杆试验法对25Cr2Ni2Mo V百万千瓦级核电汽轮机焊接转子深窄间隙埋弧焊接头热影响区进行了力学性能评估。通过有限元方法模拟得到焊接转子接头的残余应力分布及塑性应变的演变过程,并引进非线性塑性损伤理论进行汽轮机转子接头韧性分析。小冲杆试验结果表明,埋弧焊热影响区断裂韧性沿着深度方向存在差异,断裂韧性呈现为"中间高两端低"分布特征。由于焊接过程中塑性应变累积,热影响区塑性损伤程度不同,材料塑性储备能变化导致接头热影响区韧性差异。     

基于纳米压痕和有限元模拟的激光熔覆316L不锈钢弹塑性能研究

分别对激光熔覆316L不锈钢涂层、热轧316L不锈钢进行纳米压痕试验得到载荷-位移曲线和弹性模量,并对热轧316L不锈钢进行单轴拉伸试验,以此应力应变曲线作为材料属性,通过有限元模拟纳米压痕,得出载荷-位移曲线,与试验进行比较,验证有限元模型的可靠性。对未知属性的316L熔覆层,选取不同的屈服强度(250~375 MPa)和应变硬化指数(0.25~0.375),正交组合分别模拟,通过与试验结果的对比,得出316L熔覆层屈服强度为325 MPa,应变硬化指数为0.3,并分析了载荷-位移曲线参量随材料属性的变化规律。     

小冲杆试验中摩擦系数及试样厚度对载荷-位移曲线及断裂位置的影响

基于Gurson弹塑性损伤理论,应用大型有限元软件ABAQUS对小冲杆试验全过程进行模拟,通过0.5mm厚试样载荷-位移曲线的模拟值与试验值对比,确保有限元模型参数的准确性,进而得出钢珠与试样间的摩擦作用对载荷-位移曲线及断裂位置的影响,以及试样厚度对断裂位置的影响。     

基于液压鼓胀试验确定微试样的材料性能

应用有限元对液压鼓胀试验进行模拟,通过SUS304材质的试样位移-载荷曲线的模拟值与试验值对比,验证有限元模型参数的准确性。考虑上夹持器在螺栓夹紧的同时发生微弱拱起,定义其几何模型由一段斜线和圆弧组成,并进行论证。提出了一种结合液压鼓胀试验和有限元两方面确定微试样材料性能的方法。对316L材料进行线性强化弹塑性模型简化,通过有限元分析计算得到的位移-载荷曲线逐步逼近试验位移-载荷曲线,反推出屈服强度和线性强化弹塑性模型的最优参数,并将其与相同材质相同厚度的材料拉伸试验得出的材料属性进行对比。     

小冲杆试验摩擦力计算及抗拉强度公式改进

小冲杆测试技术可在不影响设备运行的情况下,对在役设备进行材料劣化程度评定及寿命评估。小冲杆试验所测得的载荷分为正压载荷和摩擦力两部分。利用有限元分析法得到了钢珠与试样之间正压载荷与摩擦力的大小,并将正压载荷与常规抗拉强度进行经验关联,改进了传统的抗拉强度经验关联式,提升了关联系数。     

模拟焊后热处理对15CrMo钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、拉伸试验、冲击试验及硬度试验研究了模拟焊后热处理对15Cr Mo钢组织和力学性能的影响。结果表明:经690℃模拟焊后热处理后,15Cr Mo钢的屈服极限、抗拉强度、高温强度、冲击吸收能量以及硬度均有升高的趋势,伸长率有所降低;随着保温时间的延长,屈服强度、抗拉强度、高温强度、冲击吸收能量、硬度以及伸长率均呈降低趋势。在690℃模拟焊后热处理保温不同时间后,15Cr Mo钢的显微组织均为回火贝氏体+铁素体,随着保温时间的延长,钢中铁素体数量逐渐增多,晶粒尺寸增大。     

压力对CuCr25粉末热等静压致密化影响的数值模拟

基于孔隙材料连续介质力学和塑性变形理论,应用多孔材料椭球屈服Shima粘塑性本构模型,采用非线性分析软件MSC.MARC实现了Cu Cr25粉末HIP致密化过程有限元模拟。结果表明:压坯角落及端盖附近的相对密度较低,外侧靠近包套部分均匀性较差。热等静压保压压力小于130 MPa时,Cu Cr25压坯致密化速率、最终相对密度会随加压载荷的增加而提升;当保压压力大于130 MPa,Cu Cr25压坯相对密度基本不变。试验结果与模拟结果平均相对密度误差约为1.4%,表明有限元数值模拟准确预测了Cu Cr25粉末的致密化过程。     

新型免涂装建筑用耐候钢的耐蚀性

添加微量Cr、Cu、Ni和Mo元素开发了免涂装建筑用耐候钢,通过周期浸润加速腐蚀试验和电化学腐蚀试验,对比分析了普通碳素钢和耐候钢在模拟工业大气和海洋大气环境中的耐腐蚀性能.结果表明:耐候钢的抗拉强度、屈服强度和一40℃冲击功均明显高于普通碳素钢的,具有较好的强度和低温冲击性能;在模拟工业大气和海洋大气中,耐候钢的腐蚀...     

化学成分对一种水轮机用钢强度影响的模拟研究

利用材料模拟软件JMatPro模拟了近百种不同合金成分的水轮机用材料在碳当量为0.48%的情况下的屈服强度和抗拉强度的变化情况。得到了在碳当量一定的情况下,不同的化学元素C、Mn、Mo、V、Cr、Si和微量元素B等对材料强度的影响规律,为水电产品锻件的生产制造提供了理论依据。     

电机推力轴承支撑环材料水下疲劳性能探讨

测定电机轴承支撑环预选材料 0Cr16Ni5Mo、A564Type630H1100静力学性能、室温水下疲劳极限、室温水下疲劳曲线,结果表明： A564Type630H1100材料的拉伸强度、硬度均高于 0Cr16Ni5Mo材料, 0Cr16Ni5Mo材料的冲击功大于 A564Type630H1100材料。循环 107周次 A564Type630H1100材料水下疲劳极限为 415MPa,0Cr16Ni5Mo材料水下疲劳极限为 434MPa,两种材料疲劳极限均满足支撑环材料疲劳强度要求（不小于 197MPa）。在低载荷区（不大于 500MPa）0Cr16Ni5Mo疲劳寿命高于 A564Type630H1100,在高载荷区（不小于 500MPa）0Cr16Ni5Mo疲劳寿命低于 A564Type630H1100。试验初步建立静力学性能与动力学性能体系,为其合理应用提供可靠数据。     

100 mm厚S420高强钢的热处理工艺及焊接性能

采用低C低Si、Ni+Cr+Mo+Cu复合强化的理念设计了100 mm厚的S420高强钢,对钢板焊接前后的微观组织、力学性能和裂纹尖端张开位移CTOD进行了观察和测试。试验结果表明:经过900 ℃淬火+580 ℃回火后,钢板的综合性能达到最佳,屈服强度为478 MPa,抗拉强度为581 MPa,伸长率为28.4%;钢板焊后－40 ℃冲击性能优异,从焊缝至熔合线+5 mm处的过渡区内,心部冲击吸收能量稳定在100 J以上。CTOD性能检验结果显示,即使在性能最薄弱区域粗晶热影响区(CGHAZ),裂纹尖端张开位移(CTOD)值都高达1.59 mm。     

高温时效对00Cr13Ni6Mo2不锈钢组织及性能的影响

采用拉伸试验、X射线衍射、光学显微镜和透射电镜等研究了一种13Cr超级马氏体不锈钢(00Cr13Ni6Mo2)的高温力学性能和高温时效后的力学性能、物相组成及显微组织。结果表明:00Cr13Ni6Mo2钢在高温下可保持较高的屈服强度,但当超过Af(奥氏体转变完成点)温度后,屈服强度迅速下降;600℃时效后,马氏体基体中的位错密度明显降低,同时产生了一定量的逆变奥氏体,导致时效100 h后其屈服强度从824 MPa降至682 MPa(下降17.2%),而抗拉强度和伸长率变化不大;800℃时效过程中,试验钢的组织完全奥氏体化,在降温过程中组织转变为淬火马氏体,故其具有典型的淬火马氏体性能特征,时效100 h后抗拉强度从858 MPa升至1031 MPa(提高20.2%),同时伸长率从22.5%降至15.0%。     

IMPROVEMENT OF CARBIDE MORPHOLOGY AND MECHANICAL PROPERTIES OF Cr12MoV STEELS

1. IntroductionCr12MoV steel is used widely as an important high wear resistallt cold die steel aroundthe world[1]. It is well known that Cr12MoV steel has networked carbide in the solidification structure, which leads to the intergranular brittleness. Moreover. The networkcarbide is too stable to be changed during heat treatment even at high temperaturely]. Inthe conventional process, forging is needed to break etwork carbide into a granular form.However, partly owing to Cr12MoV steel hav…     

回火温度对高强度低碳贝氏体钢组织与性能的影响

利用金相、透射电子显微镜研究了不同回火温度对一种低碳Mn-Mo-Ni-Cu-Cr贝氏体钢的显微组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢回火后组织变化明显,M/A组元弱化,贝氏体板条出现粗化与合并;板条间界呈锯齿状,原有析出相长大且有细小析出相进一步析出,未被析出相钉扎的位错发生运动并消失;随着回火温度提高,材料的屈服强度增大,抗拉强度和韧性降低。     

Co对4Cr5Mo2V钢组织和强韧性的影响

采用OM、SEM、EDS、硬度测试、室温冲击及高温拉伸等方法研究了Co对4Cr5Mo2V钢的组织和强韧性的影响。结果表明:经1010 ℃淬火30 min,4Cr5Mo2V-Co钢未溶碳化物数量更多,马氏体板条更细;510~600 ℃回火时,4Cr5Mo2V-Co钢的回火硬度较4Cr5Mo2V钢高出1~2 HRC,但二者冲击性能相当;相同初始硬度条件下,4Cr5Mo2V-Co钢具有更高的高温强度,这是因为Co元素的添加促进了4Cr5Mo2V-Co钢二次硬化碳化物的形核速率,并能降低碳化物的粗化速率,从而提高了4Cr5Mo2V-Co钢的强度。     

小冲孔能量法评价Q345R的屈服强度

小冲孔试验技术(SPT)是测量在役构件材料力学性能的新方法。文章介绍了基于弹性能量理论预测材料屈服强度的小冲孔能量法,并对试验原理及步骤进行了详细阐述。在验证试验重复性的基础上,对Q345R进行小冲孔能量法试验,并与常规拉伸试验、小冲孔偏移法和双斜率法的结果进行对比。结果表明,能量法测试Q345R屈服强度的误差为5.52%,远小于双斜率法和偏移法试验结果的误差。在此基础上,根据有限元模拟,结合载荷-位移(L-D)曲线与能量-位移(E-D)曲线,分析了试样厚度、压球直径、下模孔径、冲压速度以及试样边缘减薄等因素对小冲孔能量法结果的影响。得出试样厚度0.5mm、压球直径2.4mm、下模孔径4mm为最佳几何尺寸搭配。     

Correlation Between Shear Punch and Tensile Strength for Low-Carbon Steel and Stainless Steel Sheets

The deformation behavior of AISI 1015 low-carbon steel, and AISI 304 stainless steel sheets was investigated by uniaxial tension and the shear punch test (SPT). Both materials were cold rolled to an 80% thickness reduction and subsequently annealed in the temperature range 25-850 °C to produce a wide range of yield and ultimate strength levels. The correlations between shear punch and tensile yield and ultimate stresses were established empirically. Different linear relationships having different slopes and intercepts were found for the low-carbon and stainless steel sheets, and the possible parameters affecting the correlation were discussed. It was shown that, within limits, yield and tensile strength of thin steel sheets can be predicted from the shear data obtained by the easy-to-perform SPT.     

New understanding of the effect of hydrostatic pressure on the corrosion of Ni–Cr–Mo–V high strength steel

Corrosion of Ni–Cr–Mo–V high strength steel at different hydrostatic pressures is investigated by scanning electron microscopy (SEM) and finite element analysis (FEA). The results indicate that corrosion pits of Ni–Cr–Mo–V high strength steel originate from inclusions in the steel and high hydrostatic pressures accelerate pit growth rate parallel to steel and the coalescence rate of neighbouring pits, which lead to the fast formation of uniform corrosion. Corrosion of Ni–Cr–Mo–V high strength steel under high hydrostatic pressure is the interaction result between electrochemical corrosion and elastic stress.     

Mo对高强度钢延迟断裂行为的影响

在含V和Nb的40Cr钢中添加不同质量分数(0-1．54％)的Mo元素,采用缺口拉伸试样和改进的M—WOL型试样研究了Mo对高强度钢延迟断裂行为的影响．结果表明,随着Mo含量的增加,实验钢的延迟断裂抗力逐渐提高;当Mo含量超过1．15％时,延迟断裂抗力不再提高．EDS分析结果表明,钢中Mo元素在晶界发生偏聚,偏聚范围在几个纳米尺度内．通过电子能量损失谱(EELS)证明,Mo元素在原奥氏体晶界的偏聚能够提高钢的晶界结合强度．在钢中添加Mo能够显著提高钢的回火抗力和晶界结合强度,这是其具有高的延迟断裂抗力的主要原因．碳化物Mo2C对氢的捕集作用亦能够提高钢的延迟断裂抗力．Mo和V元素的二次硬化碳化物在半共格和非共格状态时,实验钢的延迟断裂抗力显著提高．     

Microstructures and Mechanical Properties of a New Multi-functional 460 MPa Grade Construction Structural Steel

This article reports a new generation of Q460 multi-functional construction structural steel, which has high strength (yield strength larger than 460 MPa), excellent toughness (higher than 110 J/cm² at - 60 °C), lower yield ratio (lower than 0.8), good fire resistance (yield strength at 600 °C larger than two-thirds of its room-temperature yield strength) and better corrosion resistance. The effects of finish cooling temperature (FCT) on the microstructure and properties were studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), emission electron probe micro-analysis (EPMA), electron backscattering diffraction (EBSD), tensile tester, impact tester, periodic immersion cycle acceleration test and electrochemical experiment. The results show that the strength and toughness are simultaneously improved by decreasing the FCT due to more lath-like bainite with large number of dislocations, refined martensite/austenite (M/A) with higher carbon concentration and increased high angle boundaries. In addition, the fire resistance of the newly developed Q460 steel is obviously better than the conventional one, which is mainly due to non-recrystallized lath-like bainite with high dislocation density at elevated temperature. The corrosion resistance of the new Q460 steel is also improved due to the addition of Cu and Cr.