0.36C Ni-Cr-Mo电渣重熔钢的断裂韧性与疲劳性能

本文报导了三种具有不同显微组织状态的电渣重熔钢的断裂韧性和疲劳裂纹扩展数据。在这三种组织状态中,两种是经过淬火加回火但各自晶粒度不同的全马氏体组织,第三种为原始马氏体材料在重新加热后经不完全淬火和回火处理的组织。经不完全淬火的组织是由马氏体基体中含35％左右的下贝氏体所组成,所有三种显微组织状态均经回火,以获得相同的抗拉强度。 不完全淬火钢的断裂韧性(K_(1c))高于粗晶粒的全马氏体材料。但是,经进一步试验证实,不全完淬火材料的断裂韧性之所以高,原因仅在于奥氏体晶粒的细化。所有三种显微组织状态下的疲劳裂纹扩展性能都很相似。扫描电镜显微检验表明,裂纹扩展的第二区表现出“常规”的条纹状,因此其结果可采用形式为da/dN=c△K~m的Paris-Erdogom定律表达。基于本研究工作的结果,提出如下观点:下贝氏体组织降低了经淬火、回火处理的0.36C Ni—Cr-Mo钢的断裂韧性。裂纹扩展速率高于10~(-5)毫米/次时,则不受微观组织状态或晶粒度的影响。     

渗碳钢的微裂纹和疲劳性能

AISI8620粗晶粒渗碳钢渗碳后采取三种热处理:(a)从渗碳温度(927℃)直接油淬;(b)直接油淬,重新加热到843℃油淬;(c)渗碳后缓冷,加热到843℃油淬,再加热到788℃油淬。后两种处理使直接淬火产生的奥氏体晶粒细化和马氏体板片尺寸减小,并使马氏体板片中的微裂纹的数量和尺寸也有所减小。由于显微组织细化和微裂纹数量减少的结果,大大地改善了抗疲劳性能,即在直接淬火和两次重加热这两种条件下疲劳极限的最大循环应力从98公斤/毫米~2提高到176公斤/毫米~2。低于临界的裂纹发展为穿晶的,但在直接淬火和一次重加热试样中的裂纹则是以不稳定的穿晶和晶间混合方式扩展。对微裂纹的聚合和断裂面特征的观察表明微裂纹助长了穿晶方式的断裂。     

疲劳裂纹a与周次N的近似关系式及其计算机仿真

<正> 对于恒幅载荷下的高周疲劳,通过疲劳裂纹扩展实验,可得到如下数据 (1.1)其中a_i是裂纹长度,N_i是循环周次。疲劳裂纹扩展速率(da/dN)_i正是根据数据(1.1)来计算的。寻求a与N的函数关系式是金属疲劳研究的一个重要课题。     

淬火速度对AISI4320和4340钢显微组织和拉伸性能的影响

本文研究了淬火速度对两种具有全马氏体组织的商用AISI4320和4340钢的显微组织和拉伸性能的影响 试验钢以两种不同的冷却速度自1323～1473K的不同温度淬火。快速淬火处理采用冰盐水,慢速淬火处理采用373K的油。试验钢经473K双重回火,中间快冷和冷冻。使用Instron试验机测定室温下的拉伸性能。不同淬火速度产生的显微组织的变化用光学和薄膜透射电子显微镜技术进行观测。M_s温度较高的4320钢经缓慢淬火处理后,无论原奥氏体晶粒度大或小,其0.2％屈服强度和极限拉伸强度均比晶粒度相同的快速淬火处理钢高,面总延伸率相似。但随着原奥氏体晶粒度增大,慢淬钢强度数据的分散度变大。M_s温度较低的4340钢对淬火速度不敏惑,与快淬处理相比,慢淬处理仅使0.29％屈服强度稍有提高。根据显微组织观察的结果提出,慢淬之所以提高钢的强度,是淬火(即自回火)时碳偏聚或微细碳化物在马氏体基体上析出造成弥散硬化的结果。     

高强度低合金钢在低温下的疲劳裂纹扩展行为

本文研究了高强度低合金钢在低温下的疲劳裂纹扩展速度和疲劳断裂韧性,结果表明,在FDBTT(-40℃),与其它温度的断口相比,其疲劳裂纹扩展区最大,疲劳条纹宽度最细,da/dN最低;准解理的出现,减少了临界裂纹尺寸,从而降低了疲劳断裂韧性。同时还研究了断裂机制随温度降低时的变化规律,讨论了疲劳韧脆转变特性。     

炮钢的疲劳短裂纹性态

本文对高强度炮钢进行了有关物理短裂纹性态的试验研究,发现短疲劳裂纹的扩展特性具有异常性。在同一驱动力(△K)下,扩展速率比长裂纹来得快,门槛值低。分析指出:长、短疲劳裂纹门槛值具有△K_(th)~S=△K_(th)~L(a/a_0)~γ的关系;长、短裂纹分界尺寸a_0和有效裂纹l_0之间具有l_0=a_0~(2γ·a~(1-2γ-a))的关系。这些结果对于深入研究短裂纹问题无疑是有参考价值的。     

应力比对40CrMnSiMoVA钢P-da／dN-△k曲线影响研究

在介绍40CrMnSiMoVA钢的力学性能和试验条件基础上,根据金属材料疲劳裂纹扩展的统计分析方法,求出Pa-N和P-da/dN-△k曲线,并对不同应力比条件下的试验数据进行可靠性分析和比较,探讨中值da/dN-△k曲线和99.9%可靠度dddN-△k曲线的变化规律.研究结果表明,P-da/dN-△k曲线与应力比有很强的相关性,随着应力比增强,裂纹扩展速率增加.当可靠度要求增加时,这种趋势更明显.根据研究结果,恰当地考虑40CrMnSiMoVA钢对于不同应力比的影响,便于进行概率断裂力学分析.     

残余奥氏体在工具钢中的作用

测定了9SiCr钢经不同热处理后的金相组织及残余奥氏体量,研究了残余奥氏体量及其机械稳定性对力学性能的影响。试验结果表明,通过分级淬火,可获得较多且稳定性较高的残余奥氏体,使材料的抗弯性能提高,疲劳裂纹扩展速率da/dN明显减缓。分析认为,这主要与残余奥氏体性能调节应力分布,降低缺口敏感度,阻碍疲劳紧纹扩展的作用有关。同时,马氏体基体形态也对力学性能起着重要的作用。     

奥氏体热模钢的热疲劳特性

测试了奥氏体热模具钢的热疲劳性能。通过改变钢中的Nb、Ni和Mn的含量,探讨了合金元素对热疲劳裂纹扩展速率的影响,并比较了时效温度的作用。结果表明,增加钢中的Nb和Ni,降低Mn含量可以减小热疲劳裂纹扩展速率;在650℃时效可得到比700℃时效更高的热疲劳抗力,并且随组合指标α_K/σ_b的增加,da/dN将减小。     

23MnNiCrMo煤机链条钢淬火回火转变的研究

将23MnNiCrMo钢奥氏体化后分别在空气、水、油中冷却.随后将水淬和油淬的试样进行不同温度和不同保温时间的回火.研究结果表明,该钢合适的淬火温度为860℃,油淬和水淬的组织为板条马氏体+少量下贝氏体+残余奥氏体+剩余碳化物.由于有合金元素的作用,在中温回火时并不得到完全的回火屈氏体组织,而是以回火马氏体为主,还有贝氏体及剩余碳化物的复合组织.     

Q-I-Q-T工艺对60Si2CrVA钢断裂韧性的影响

研究60Si2CrVA弹簧钢经淬火-等温-淬火-回火(Q-I-Q-T)热处理后复相组织含量与断裂韧性间的关系。结果表明,在实验的等温温度范围内,随着等温温度的升高,残余奥氏体和贝氏体含量逐渐增大,60Si2CrVA钢强度降低,断裂韧性逐渐增加,在300℃等温时,断裂韧性达到最大值66.37 MPa.m1/2。稳定的残留奥氏体与过渡形态贝氏体量增加是提高断裂韧性的主要原因。     

裂纹在低碳马氏体组织中的疲劳扩展及门槛值研究

本文主要采用显微组织研究方法,对疲劳裂纹在典型的低碳马氏体组织中扩展及门槛值进行了研究。结果表明:疲劳裂纹在低碳马氏体组织中的扩展是以穿晶扩展为主;低碳板条状马氏体组织具有高的疲劳门槛值△K_(th);低碳板条状马氏体组织具有明显的疲劳硬化和裂纹钝化现象。     

热处理条件下17-4PH不锈钢高周疲劳性能分析

对退火态17-4PH不锈钢进行固溶+中间调整+时效处理,分析退火态及固溶时效态17-4PH不锈钢的显微组织、拉伸及高周疲劳等力学性能及疲劳裂纹扩展测试结果。结果表明:两种不同热处理工艺下该钢的显微组织均为回火马氏体、δ-铁素体及逆变奥氏体。相比退火处理,固溶+中间调整+时效处理后的显微组织中δ-铁素体含量降低,且存在ε-Cu、富Nb相等沉淀硬化相析出,其屈服强度、抗拉强度及高周疲劳极限均明显提高,抗拉强度大于1 000 MPa;固溶时效后该钢疲劳裂纹门槛值提高,抵抗裂纹扩展的抗力提高,裂纹扩展速率降低,其稳定扩展区(Paris区)对应的应力强度因子ΔK的范围由13～30 MPa·m1/2扩展至15～70 MPa·m~(1/2)。     

显微组织对0Cr13Ni5Mo不锈钢高周疲劳的影响机制

为揭示显微组织对低碳马氏体高强韧不锈钢疲劳损伤的影响规律,选取两种不同的工艺对0Cr13Ni5Mo钢(退火态)进行热处理:工艺1,淬火(1 050℃保温1 h,油冷)+回火(650℃保温2 h,空冷);工艺2,淬火(1 050℃保温1 h,油冷)+回火(700℃保温2 h,空冷)。用光学显微镜(OM)和电子显微镜(SEM)对不同热处理工艺下试板的显微组织、疲劳断口进行分析,通过拉伸、冲击和高周疲劳试验测试试板的力学性能。结果表明:两种热处理工艺下试板的组织均为板条状回火马氏体+逆变奥氏体+颗粒状碳化物,工艺2的显微组织中逆变奥氏体的量大大减少;试板经两种热处理后冲击功均大幅提升,工艺1试板的冲击功最大,为86 J,抗拉强度、屈服强度、高周疲劳极限均最高,分别为956.11、746.19、480 MPa;试样的S-N曲线在107周次左右时会出现平台,且当疲劳寿命小于107周次时,S-N曲线呈连续下降趋势,疲劳寿命随载荷的降低而增加;高周疲劳断口可以分为裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区。     

行星架调质开裂原因分析

针对某型号行星架调质后在精加工过程中出现开裂的现象,进行行星架的材质及裂纹的宏观、微观、金相、夹杂物分析和硬度测试。判断出行星架材料成分符合要求,但是材料中心出现带状夹杂物,并且材料原始组织沿轧制方向形成带状组织,直接导致淬火过程中出现裂纹;同时该产品尺寸在45钢淬裂敏感尺寸范围内,加剧材料在淬火过程中裂纹的产生。此外,对行星架质量检测方法提出一些建议。     

钢中的低碳马氏体及条间奥氏体

<正> 一、绪言 低碳(一般为增加淬透性常含有少量合金元素)钢经淬火后得到的组织为条状马氏体,具有相当高的强度(屈服强度为100～130kgf/mm~2,抗拉强度120～160kgf/mm~2),良好的塑性(δ_5≥10％,ψ≥40％)和韧性(α_κ≥6kgf·m/cm~2)以及较好的冷加工性、可焊性和热处理变形小等优点。一般淬火钢中低碳(条状)马氏体具有良好韧性的原因主要由于存在条间残余奥氏体,它钝化裂纹的扩展、具有TRIP作用,并呈γ/α的     

30CrNi2MoVA钢显微组织与机械性能间的关系

<正> 一、前言 1972年以来,许多研究者报导了淬火温度对钢机械性能的影响,尤其是对钢断裂韧性K_(1C)的影响,但这些报导讨论的问题往往集中在超高温淬火提高钢断裂韧性的原因及其影响因素,以及随着淬火温度升高K_(1C)及CVN变化的不一致性等问题上,至于高温淬火在生产上的应用,不同淬火回火温度对钢组织性能影响的规律,却报导较少。本文的目的是较全面地研究30CrNi2MoVA高强度低合金钢经不同温度淬     

结构钢强韧性及断裂过程研究

探讨了30CrMnSiA钢亚温淬火强韧性变化规律和机制。用金相分析和定量金相分析研究了亚温淬火后的各种组织形态,用硬度、冲击、拉伸、断裂韧性试验方法测定了相应的强韧性变化规律,用扫描电镜断口形貌分析和断口剖面金相分析研究了裂纹扩展特点。结果表明,亚温淬火后若经高温回火,针状复合组织中的裂纹系通过相界面和剪断铁素体而交替扩展;小颗粒状组织中的裂纹仅沿相界面而扩展;大颗粒状组织中的裂纹则以解理断裂方式通过铁素体。亚温淬火后若经低温回火,无论对于何种形态的复合组织,裂纹均系通过铁素体本身解理断裂而形成,并以解理方式通过铁素体而扩展。     

钢瓶在水-空气介质中淬火

<正> 工作压力为35MPa,容积40L,直径D=219mm,壁厚s=10mm的钢瓶采用40XH2MA号钢材制造。钢瓶的热处理(淬火和回火)应当保证材料获得符合技术条件要求的机械性能和很高的抗破坏性能,使钢瓶在+60℃到—50℃的工作温度范围内使用可靠。 通常,40XH2MA制品在油中淬火。经这样淬火形成的马氏体组织回火后,可使钢瓶获得要求的机械性能和使用性能的结合。在马氏体转变温度区间,缓慢地在油中冷却可以防止形成淬火裂纹。     

60Si2Mn钢的冲击磨料磨损试验

本文对60Si2Mn钢的冲击磨料磨损特性进行了试验研究,结果指出,在≤1.0J冲击功下,60Si2Mn钢的亚温淬火组织和等温淬火组织耐磨性较好,为低合金高碳钢代替高锰钢制作磨损零件提供了依据。