16MnDR与ZG20SiMn铸钢焊接接头的微观组织与低温性能

采用药芯焊丝气保焊方法焊接了压力容器用低温钢16MnDR和塑性、低温冲击韧性良好的ZG20SiMn铸钢。试验了焊接接头的低温拉伸、弯曲和冲击性能,结果为:焊缝和ZG20SiMn铸钢的低温强度都大于16MnDR,-40℃拉伸试验都断于16MnDR母材;-40℃侧弯试验弯曲角为90°时,在ZG20SiMn铸钢侧出现了大于3mm的裂缝;-40℃焊缝、16MnDR侧和ZG20SiMn侧热影响区的冲击值都大于标准要求的34J,-50℃时ZG20SiMn侧热影响区的冲击韧性已不足。焊缝金属中C、Si和Mn含量合适,并含有对提高低温性能有益的Ni和微量V,微观组织细小,有大量针状铁素体,故焊缝区域有很好的低温塑性和韧性。ZG20SiMn过热区的组织以贝氏体为主,有细小的缩松缺陷,故有较高的强度,弯曲试验在ZG20SiMn侧出现裂纹。     

ZG20SiMn铸钢的高周疲劳行为

针对不同应力比下ZG20SiMn铸钢的高周疲劳行为进行了研究,确定了应力比对ZG20SiMn铸钢的高周疲劳寿命和疲劳极限等的影响.研究结果表明,在R=0.5的高应力比下,ZG20SiMn铸钢的疲劳极限明显高于R=0.1下的疲劳极限;在相同的外加应力幅下,当R=0.1时,ZG20SiMn铸钢的疲劳寿命明显高于R=0.5时的疲劳寿命.疲劳断口形貌的扫描电子显微分析结果表明,在不同的疲劳加载条件下,裂纹均以穿晶方式萌生于ZG20SiMn铸钢试样表面,并以穿晶方式扩展.此外,钢中的鱼骨状硫化物夹杂或者呈链状分布的含钼和锰的球状化合物相会显著降低ZG20SiMn铸钢的疲劳寿命.     

条状铁素体对ZG20CrMo钢性能的影响

本文研究了具有不同程度条状铁素体的ZG20CrMo钢的力学性能,所得结果对ZG20Mo钢的应用具有重要的指导意义。     

20SiMn2MoV合金结构钢的低温冲击性能

针对石油钻采设备的服役条件,考察了20SiMn2MoV合金结构钢在-60℃-20℃内的冲击性能以及热处理工艺、毛坯尺寸等因素的影响。试验结果表明,20SiMn2MoV钢的冲击性能在试验温度范围内随温度降低而逐渐下降。在低温（略高于Ac3）淬火＋高温回火时,毛坯尺寸对冲击性能的温度依赖性有显著影响,毛坯尺寸越大,冲击性能随温度下降而降低的变化率越高。在高温淬火＋低温回火时,20SiMn2MoV钢表现出较低的冲击性能,但温度对冲击性能的影响相对较小。适当降低淬火温度,提高回火温度有利于改善20SiMn2MoV钢的冲击性能。冲击断口分析表明,断口上存在着团簇状的碳化物和氧化物颗粒及其脱落后而形成的孔洞,对于钢的冲击性能产生不利影响。     

悬索桥索夹用材ZG20Mn性能研究

利用光学显微镜、光谱分析仪、力学万能试验机和半自动冲击试验机研究了悬索桥索夹常用材料ZG20Mn在不同热处理方式下的显微组织、常温力学性能和抗低温冲击性能。研究结果表明:经调质处理的ZG20Mn不仅可以提高索夹的常温综合力学性能,还可明显改善索夹的抗低温冲击韧性,为在不同环境温度条件下选择合理的热处理工艺方案提供了设计参考依据。     

铸钢流变性能的实验研究

本文在行研制的高熔点合金流变性能测试装置上，进行了液态及固液共存区的流变性能的实验研究，测试了合金的各温度下的γ－ｔ曲线，据此建立了合金在液态及固液共存区的流变性能机械模型及本构方程，分析了铸钢流变性能与凝固过程中结构质点间作用力的内在联系。     

SKD11钢与20CrMo钢高温性能研究

通过进行SKD11钢和20CrMo钢高温性能试验,把试样按照压铸模的工作温度区间(20℃～700℃)进行加热--冷却循环.SKD11钢中由于ωCr=.5%～13.0%,会提高材料抗高温氧化能力和抗热疲劳性能,使其抗高温氧化能力远好于20CrMo.而且未在SKD11试样表面发现热疲劳裂纹.SKD11试样的基体组织也没有明显变化.     

铸钢流变性能的实验研究

本文在自行研制的高熔点合金流变性能测试装置上，进行了液态及固液共存区钢的流变性能的实验研究。测试出合金在各温度下的γ─ｔ曲线，据此建立了合金在液态及固液共存区的流变性能机械模型及本构方程，分析了铸钢流变性能与凝固过程中钢的结构变化及质点间作用力的内在联系。     

高温淬火处理对ZG30CrMn2Si2NiMO钢组织和性能的影响

研究了高温淬火热处理对ZG30CrMn2Si2NiMo组织和性能的影响,观察并测试了不同高温淬火处理钢的组织特征和力学性能.结果表明,ZG30CrMn2Si2NiMo铸态晶粒粗大,提高淬火温度可以细化组织,改善材料的力学性能,加热温度超过AC3之上200℃淬火,有明显的细化组织和晶粒作用,获得的组织为马氏体、贝氏体和奥氏体复相组织,并阐明了改善韧性和细化组织的原因.     

LC4铝合金高温变形规律的探讨

研究LC4铝合金的高温变形规律 ,拟合出具有较高精度的高温本构模型。并应用所开发的一套数值模拟软件系统 ,对LC4铝合金的高温压缩规律及压缩过程进行了分析。     

ZG20MnMo焊接后热工艺

用插销法研究了后热对ZG20MnMo低合金高强钢焊接热影响区冷裂倾向和强韧性的影响规律。试验结果表明低温后热可以防止ZG20MnMo焊后氢致延迟裂纹的产生,其过热区显微组织主要为板条状马氏体和少量析出碳化物。低温后热时不能有效地改善过热区的组织性能,后热的作用主要通过氢的扩散逸出来体现。     

高温条件下NiCrMoV转子钢焊接接头的高周疲劳性能研究

通过应力比R=-1的拉压高周疲劳实验,研究了在370℃条件下汽轮机转子模拟件焊接接头的高周疲劳裂纹的萌生和扩展过程.通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析了疲劳断口的形貌特征和微区成分.研究结果表明:对于30Cr2Ni4MoV转子钢焊接接头而言,夹杂物主要成分为氧化物(Al2O3、CaO、MgO和SiO2等),疲劳裂纹往往萌生于夹杂物和气孔等内部缺陷.采用有效投影面积模型计算出母材和焊缝区域组织对应的临界缺陷尺寸,建立了夹杂物尺寸和疲劳裂纹萌生区域之间的关系.基于该研究结果,采取适当措施减少其内部的缺陷尺寸,并优化其形态和分布,以提高转子钢材料的抗疲劳性能.     

纳米析出高强度钢的高温性能研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。     

室温下20钢高周次单轴棘轮行为的实验研究

通过对20钢的单轴应变控制循环和应力控制循环实验研究, 揭示了20钢在室温下的循环变形特性, 讨论了材料的循环软/硬化特性和材料的屈服平台以及平均应力、应力幅值和应力比对材料高周次棘轮行为的影响. 研究表明: 20钢表现出弱的、与应变幅值相关的循环硬化特性; 其棘轮行为依赖于平均应力、应力幅值和应力比的大小, 在高应力水平时的高周次循环后期, 棘轮变形会出现<再次增长的现象; 材料的屈服平台对棘轮行为有明显的影响, 在对20钢的棘轮行为进行本构描述时需要加以合理考虑.     

高温燃气导管用合金成分研究

通过合金类型筛选试验和W、Ni等元素含量对结基合金的强度性能及组织状态的影响研究，确定了耐1175～1200℃高温高强度变形钴基合金成分。该合金管材是航天器较理想的燃气导向部件材料。     

金属间化合物对高温合金强化机理的研究

研究了金属间化合物对高温合金材料的强化作用,在CrWMoV合金中添加Al和Ni可以形成Ni-Al,Fe-Al和W－Al系等金属间化合物,在合金中起到弥散强化作用和抗氧化作用,能提高合金的高温强度和冲击韧性,实验发现以2％Al的添加为最佳。     

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。     

Ni－20Cr合金的高温氯化

研究了Ｎｉ－２０Ｃｒ合金在ＨＣｌ＋Ｈ２气氛中１０２３Ｋ和１２２３Ｋ下的高温氯化腐蚀行为。热力学计算表明，Ｎｉ－２０Ｃｒ合金氯化的相平衡图中存在两个不同的区域，在较低ＰＨＣｌ／ＰＨ２和较高温度区，主要的氯化产物是气相ＣｒＣｌ２（ｇ）；在较高ＰＨＣｌ／ＰＨ２和较低温度区，将形成凝聚相ＣｒＣｌ２（ｃ）。热重测定发现，在ＣｒＣｌ２（ｇ）稳定区合金的氯化动力学表现为速率随时间变化的质量损失行为，由气相扩散引起的线性过程和固相扩散引起的抛物线过程串联控制；在ＣｒＣｌ２（ｃ）稳定区，其氯化动力学表现为质量增加。氯化后样品表面形貌证实了热力学分析与动力学测定结果。