φ5.35mm-2100MPa桥梁用锌铝钢丝的工艺与组织性能

 为了制备更高强度级别的桥梁缆索用热镀锌铝钢丝，通过对高碳钢盘条的成分设计、低损伤拉拔技术以及热浸镀锌铝等工艺过程的优化，成功试制出?5.35 mm-2 100 MPa级桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。设计的SWRS92Si盘条主要成分为（质量分数）：C 0.90%～0.95%，Si 0.8%～1.1%，Cr 0.20%～0.30%。试制结果表明，?13 mm-SWRS92Si盘条经铅浴处理后，珠光体层片平均尺寸从120下降至90 nm，盘条强度上升约260 MPa。经冷拉拔与热镀锌铝后，层片宽度约40 nm的珠光体层片未明显球化，可制备出2 100 MPa级直径5.35 mm的桥梁缆索用热镀锌铝钢丝。钢丝的平均抗拉强度为2 128 MPa，平均断后伸长率为5.4%，扭转圈数平均值为22圈，断口均为平断口，镀层较均匀致密；其他性能指标均优于交通部标准JT/T 1104—2016《桥梁用热镀锌铝合金钢丝》中的要求。     

Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的生产及应用

介绍了Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的生产及应用情况。实际生产表明,Zn-5%Al-混合稀土合金镀层桥梁缆索钢丝的抗腐蚀性能较普通镀锌钢丝提高了2~3倍,其加工成型性、涂挂性优于热镀锌层,能够避免热镀影响的产生的强度损失,取得了较好的经济效益和社会效益。     

TC11钛合金高温持久异常断裂分析

为分析TC11钛合金高温持久试样异常断裂原因,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察分析高温持久异常断裂试样的断口及表面微观形貌,并用能谱仪进行微区成分分析。异常断裂试样表面发生明显氧化和多处开裂,试样断口边部存在多处深褐色氧化凹坑,断口外圆周凹坑处多发生沿晶断裂,心部为韧性断裂。试样表面裂纹区域含有Cl、Mg、Na等元素,是导致试样异常断裂的直接原因。Mg、Na、Cl等元素是由捆绑热电偶的石棉绳引入,在高温环境下试样表面发生热盐应力点腐蚀,随着高温持久试验应力的持续加载试样发生形变,点腐蚀凹坑处产生裂纹并迅速延伸导致试样异常断裂。采用镍铬丝捆绑热电偶时试样表面未发生热盐应力腐蚀,其对TC11钛合金持久性能的影响很小。     

几种新型不锈钢在超临界水中的应力腐蚀开裂行为

研究14Cr-ODS、16Cr-ODS与310奥氏体钢在600℃/25 MPa的超临界水中的应力腐蚀开裂行为。通过慢应变速率拉伸实验得到应力-应变曲线,以及不锈钢的抗拉强度和伸长率。应力-应变曲线显示14Cr-ODS与16Cr-ODS都出现颈缩,而310奥氏体钢没有颈缩,达到极限强度后直接断裂,表现为脆性断裂特征。用扫描电镜对断口形貌进行观察,结果表明:16Cr-ODS的伸长率达到20%,断口成杯锥状,存在明显颈缩,但没有应力腐蚀开裂敏感性;14Cr-ODS断面上有韧窝出现,没有明显的应力腐蚀开裂敏感性;310奥氏体钢断裂方式几乎全为沿晶脆断,具有应力腐蚀开裂敏感性。     

时效制度对喷射成形7055铝合金抗应力腐蚀性能的影响

对喷射成形7055铝合金分别进行T6时效和双级时效处理,然后在空气和3.5%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸实验,测定时效处理后合金的电导率,用扫描电镜观察合金的断口形貌。研究7055铝合金在T6及3种不同双级时效态下在空气和3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂行为。结果表明:7055铝合金只在一定的应变速率下应力腐蚀敏感性明显;相同时效制度下,4种应变速率(1.3×10 6,0.8×10 6,0.5×10 6和0.2×10 6s 1)中,应变速率为0.5×10 6s 1时应力腐蚀敏感性大;T6态合金的抗应力腐蚀性能最差,二级时效时间达到15 h后合金对应力腐蚀不敏感;应变速率为0.5×10 6s 1时,喷射成形7055铝合金的应力腐蚀断口的断裂方式为准解理断裂,在惰性介质中慢应变速率拉伸断口断裂方式为韧窝断口。     

BT25y钛合金热稳定性能研究

通过力学性能测试、X射线衍射仪、透射电镜和扫描电镜等方法,研究了BT25y钛合金的热稳定性能。结果表明,BT25y合金的抗拉强度与屈服强度随固溶温度的变化曲线表现出马氏体型钛合金的特征;合金固溶时效后,在500和550℃经300～2000h热暴露后抗拉强度Rm为1380～1420MPa,均在高强度状态下,还有较好的塑性,表明在500和550℃合金组织是热稳定的;断口形貌清楚表明,纤维区、放射区及剪切唇的断口特征十分明显,纤维区、裂纹核心源区和放射扩展区均为韧窝深的韧性断裂断口形貌,而剪切撕裂区也为韧性断裂断口形貌,只是韧窝深浅程度有变化,随热稳定时间的延长,韧窝逐渐变浅,同时还发现了二次裂纹;在500和550℃热暴露过程中发生了α→α α2的相转变,且α相和α2相共存。     

高碳钢丝焊接区绞线断裂原因分析

对高碳盘条的焊接区绞线断口进行了形貌的观察和分析。结果表明，高碳盘条焊接区发生绞线断裂主要原因是：因表面滑润滑不良导致在拉丝过程中钢丝表面出现裂纹，以及钢丝表层出现异常组织。     

微量Ti、Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、晶间腐蚀与应力腐蚀实验,结合金相观察和高分辨透射电镜分析,研究微量Ti和Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金弥散相、再结晶与性能的影响。结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中,添加0.04%Ti(质量分数,下同)可使合金抑制再结晶的能力降低,从而导致合金的力学性能和抗应力腐蚀性能降低;复合添加0.04%Ti和0.04%Cr,形成含有少量Cr的Al3(Zr,Ti)弥散相,合金抑制再结晶的能力显著增强,合金在保持高强度的同时,抗应力腐蚀性能显著提高,抗拉强度为687.6 MPa,屈服强度为651.4 MPa,比不含Ti和Cr的合金分别提高15.3 MPa和7.8 MPa,应力腐蚀裂纹萌生时间由161 h延长至306 h。     

TA15钛合金高温持久腐蚀行为研究

为深入分析热盐应力腐蚀对TA15钛合金高温性能的影响,对大规格TA15钛合金棒材进行不同的表面腐蚀处理,测试了500℃/470 MPa条件下的持久性能,并对试样表面、断口处的组织特征进行观察,分析TA15钛合金的热盐应力腐蚀机制。结果表明：在500℃/470 MPa下,TA15钛合金对热盐应力腐蚀非常敏感,导致持久寿命显著降低;在腐蚀过程中,沿着α相界(β基体)发生复杂的化学反应,形成腐蚀氧化物并向内扩散;应力作用加速了腐蚀裂纹扩展,形成沿晶断裂特征,降低了试样的持久寿命。     

TC4-DT钛合金高周疲劳行为研究

对TC4-DT钛合金的高周疲劳性能及断口形貌进行了研究。结果表明：TC4-DT钛合金的S-Ⅳ曲线（应力比R=-1）不出现呈水平线的疲劳极限,10^7次不被破坏的条件疲劳极限为550MPa,置信度为95％;疲劳裂纹源均出现在试样的表面,疲劳裂纹扩展区较大说明材料具有较高的断裂韧度;疲劳裂纹扩展区由许多解理小刻面组成,解理面上可见疲劳条带及二次裂纹,以解理断裂为主;断裂区断口表面由许多互相连接的凹坑所组成,主要表现为韧窝断裂。     

400 MPa级薄钢板的疲劳性能及断口分析

 利用液压伺服疲劳实验机研究了400 MPa级板带在对称循环应力下的高周疲劳性能,测量了S N曲线,确定了应力幅低于疲劳强度时疲劳寿命与应力幅之间的关系式;用扫描电镜观察该钢的疲劳断口,分析了疲劳断裂特点;在透射电镜下观察了断口附近的微观组织,并对其疲劳断裂机理进行了分析,结果表明：疲劳裂纹起源于表面驻留滑移带挤出脊、侵入沟或表面缺陷,裂纹源扩展最终导致断裂。     

核电站凝汽器用钛焊管蒸汽腐蚀疲劳性能研究

测定了国产和进口核电站凝汽器用钛焊管在室温大气和人工海水100℃水蒸汽介质中的疲劳性能,同时采用扫描电子显微镜对疲劳断口进行了观察,探讨了钛焊管的蒸汽腐蚀疲劳机理。研究结果表明:国产钛焊管与进口钛焊管的疲劳寿命较为接近,水蒸汽氛围大幅度降低了钛焊管的疲劳寿命;疲劳试样的裂纹均萌生于钛焊管焊缝区域的外表面,多为多源萌生,裂纹扩展均以条纹机理为主;断口处有少量二次裂纹,未发现沿晶断裂及周期解理断裂特征,静断区断口形貌为韧窝;从蒸汽腐蚀疲劳试样中,未能观察到明显的腐蚀产物;钛焊管的蒸汽疲劳腐蚀是交变应力和电化学腐蚀交互作用的结果。     

5A01铝合金热轧板抗应力腐蚀敏感性研究

针对5A01铝合金的耐蚀性,分别在空气和3.5%NaCl水溶液中进行CERT(恒应变速率拉伸)试验研究热轧板材的抗应力腐蚀敏感性。采用金相,断口扫描电子显微分析和透射电子显微,分析了热轧板材的断口形貌和显微组织,研究了5A01热轧板材的抗应力腐蚀性能。结果表明:在空气中的应力腐蚀试样的抗拉强度与屈服强度与在腐蚀液中的基本相同,而在腐蚀液中的试样延伸率降低了5.6%;合金抗应力腐蚀性能良好,应力腐蚀敏感性指标Eloss为0.16。     

低合金高强度钢焊接热影响区断裂特性

本文采用插销法研究了低合金高强度钢焊接热影响区的断裂特性,并利用实际的焊接件测定了热影响区不同部位的冲击韧性,对断口进行了分析。试验结果表明,为防止焊接热影响区产生低应力断裂,来用预热措施是十分有效的,与不预热相比较,预热50℃时可使临界断裂应力提高80％左右,预热80℃以上时,断裂强度与母材强度相接近。断口观察结果表明,不预热时绝大部分为结晶断口,且以氢致准解理断口为主;预热时绝大部分是等轴韧窝断口,但也有少量沿晶和氢致准解理断口。焊接热影响区中熔合线上的冲击值最低,其断口形貌既不同于呈准解理的焊缝断口,也不同于热影响区其它部位的断口,是细小、均匀且无明显变形的韧窝状断口。     

两种超高强度合金的应力腐蚀开裂行为研究

超高强合金因其优越的力学性能广泛应用于承力构件如起落架等,40CrNi2Si2MoVA超高强度合金是继30CrMnSiNi2A之后研究出的新超高强度合金,其强度高于30CrMnSiNi2A,但是其在实际服役环境中的服役性能特别是应力腐蚀性能是否优于30CrMnSiNi2A,是决定其成功取代30CrMnSiNi2A应用的关键。采用双悬臂应力腐蚀实验研究了30CrMnSiNi2A及40CrNi2Si2MoVA两种超高强度合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的应力腐蚀开裂行为(SCC)。通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)对两种超高强度合金的形貌以及断口显微组织进行了分析。实验结果表明,30CrMnSiNi2A比40CrNi2Si2MoVA更早失效,其耐应力腐蚀性能较差。两种材料在NaCl溶液中容易出现裂纹并迅速扩展,裂纹横向扩展,并出现明显的分叉行为,不同取向试样对材料应力腐蚀开裂行为的影响较小。断口分析结果表明两种超高强度合金在应力和腐蚀介质的共同作用下发生失效,裂纹扩展前期主要为解理穿晶断口,裂纹扩展中后期为沿晶形貌。     

Φ7.0mm 2000MPa级桥梁缆索用热镀锌铝合金钢丝的研制

通过对高碳高硅盘条的合金化成分设计、离线索氏体化处理、低损伤拉拔技术和热浸镀锌铝等工艺过程的优化,成功试制出Φ7.0mm 2000MPa桥梁缆索用热镀锌铝钢丝,钢丝的性能指标均符合桥梁缆索用热镀锌铝钢丝的要求。     

pH值对高温高压水中304L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸试验方法,研究了不同pH值对304L不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响规律,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析.结果表明:在300℃时,304L不锈钢在弱酸性和弱碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,且酸性越强,敏感性越大.在中性溶液中,304L不锈钢的强度和塑性损失较小,应力腐蚀敏感性较小,断口分析与之吻合.     

扫描电镜研究奥氏体不锈钢应力腐蚀断裂的性质

用扫描电镜研究了奥氏体不锈钢中应力腐蚀断裂的性质。根据实验条件,从应力腐蚀断口表面可以观察到三种显微形貌:平行的条状;类河流状和扇形花样。上述观察结果可以推断断裂表面和腐蚀断裂过程的断裂扩展方向的结晶学性质。用结晶点阵模型说明条状形貌的形成,指出断裂系统为{110}〈001〉。 今后我们的工作在于找出从断裂表面测出的几何参量与材料参数和力学参数的关系。     

7055铝合金恒载荷应力腐蚀性能及机理研究

采用室温拉伸、光学显微镜和扫描电镜研究了不同恒载荷条件下7055铝合金型材的应力腐蚀性能。结果表明,在腐蚀周期内,随着应力腐蚀载荷的提高,试样的强度并未出现明显的下降,而塑性下降40%。应力腐蚀载荷越接近材料的屈服强度,塑性下降就越明显,抗拉应变和延伸率均有降低。应力腐蚀试样表层部分区域有明显的点蚀、沿晶腐蚀空洞和裂纹;拉伸时,腐蚀缺口处会产生明显的应力集中而成为起裂源,拉伸断口边缘被腐蚀区域为明显的沿晶断裂。     

应力与环境耦合条件下高强钢S135的疲劳行为北大核心CSCD

为评价应力与环境耦合(交变应力、腐蚀介质和温度耦合)对高强度钢S135疲劳性能的影响,探索应力与环境耦合对高强度钢S135疲劳的作用机制,测试了S135材料在空气中和不同温度下(25、40、60和80℃)有机盐钻井液中的疲劳寿命,分析了S135在有机盐钻井液中的腐蚀疲劳敏感性,并使用扫描电镜观察了不同温度下的断口形貌,研究了有机盐钻井液中S135腐蚀疲劳的断裂机理。结果表明,同一应力(低应力)水平下,随温度升高(25、40、60和80℃),腐蚀疲劳寿命逐渐降低,腐蚀疲劳敏感指数和温度敏感指数逐渐增加。研究认为,交变应力、腐蚀介质和温度耦合对S135材料疲劳有极大的影响,交变应力是疲劳失效的主要因素,腐蚀介质会使S135表面产生腐蚀坑,导致疲劳裂纹的萌生,温度通过加速腐蚀对疲劳破坏产生影响。