40CrNi2Mo钢的低温力学性能

采用低温拉伸试验与系列冲击试验对调质态40CrNi2Mo钢的低温(室温～-150℃)力学性能进行了研究。结果表明:该钢屈服强度和抗拉强度随温度的降低而升高,断面收缩率、伸长率随温度的降低而减小,并且它们与温度均呈线性关系;求出了该钢屈服强度与抗拉强度随温度变化的关系式;根据绘制出的冲击功曲线,根据综合能量法及断口形貌可确定其韧脆转变温度为-125℃。     

小冲杆试验测试回火脆化对加氢反应器用钢焊缝力学性能的影响

利用小冲杆试验(SPT)研究了回火脆化对加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢焊缝在-196~22℃范围内力学性能的影响,获得了它的韧脆转变温度,并对SPT试样断口进行了分析。结果表明:随着试验温度的降低,2.25Cr-1Mo钢焊缝的强度明显提高;回火脆化后的屈服强度和抗拉强度较脱脆处理后的明显大,表现出一定的回火强化效应;SPT试样断裂能可以较好地表征材料的低温韧脆转变特性和回火脆化,回火脆化使得材料的韧脆转变温度升高。     

焊接接头在预应变下断裂性能试验研究

以常用建筑结构钢Q345为研究对象，进行了母材与焊缝在预应变下的冲击、拉伸和断裂韧度试验。结果表明，预应变下，母材和焊缝的冲击韧度均有所降低，韧一脆转变温度有所提高，109／6预应变后的焊缝其韧一脆转变温度低于室温(20℃)，仍可在室温下安全使用，随预应变增加，材料的屈服强度与抗拉强度均有所提高，脆性断裂危险性增加。研究发现，为建立客观的材料韧度指标及进行更有效的安全分析时，预应变应作为一个考虑因素。     

正火工艺参数对轨道交通用20MnV弹簧钢显微组织与力学性能的影响

对轨道交通用20MnV弹簧钢进行了不同温度(780,830,880,930,980℃)和不同时间(0.5,0.75,1,1.25h)的正火处理,研究了正火温度和正火时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着正火温度升高,20MnV弹簧钢组织由不均匀铁素体和粒状贝氏体转变为等轴铁素体和块状铁素体;当正火温度低于830℃时,随着正火温度的升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度降低,断后伸长率和低温冲击功增大;当正火温度高于830℃后,试验钢的屈服强度和抗拉强度均随着正火温度升高而增加;在不同正火时间下,试验钢的显微组织均为等轴铁素体和块状珠光体;随着正火时间的延长,试验钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、低温冲击功均先增后降;当正火温度为930℃、正火时间为1h时,试验钢的力学性能最佳。     

小冲杆试验测试3Cr1Mo1/4V钢制加氢反应器内试块的回火脆性

对运行10a的3Cr1Mo1/4V钢制加氢反应器内试块取样进行了脱脆热处理,与未热处理(脆化态)试样在不同温度下进行了小冲杆试验和夏比冲击试验,提出了以断裂能与最大载荷的比值(E_(SP)/F_m)作为确定小冲杆试验韧脆转变温度的方法,得到韧脆转变温度及其增量,并与夏比冲击试验结果进行了对比。结果表明:小冲杆试验得到的E_(SP)/F_m-温度曲线与夏比冲击试验得到的冲击功-温度曲线具有相同的变化趋势;与断裂能相比,E_(SP)/F_m可以更好地表征材料的韧脆状态;以E_(SP)/F_m稳定值的60%对应的温度作为韧脆转变温度,得到的韧脆转变温度增量与由夏比冲击试验得到的近似相等,小冲杆试验可以用来评价3Cr1Mo1/4V钢的回火脆性。     

16MnR钢不同晶粒尺寸及第二相尺寸对低温冲击韧度的影响

16MnR钢通过三种热处理工艺获得细晶细碳化物、细晶粗碳化物和粗晶粗碳化物三种不同组织,对这三种不同组织的材料进行系列低温(–99～20℃)下的Charpy-V冲击试验。通过冲击韧度比较、断口形貌观察以及断裂微观参数的测量,研究晶粒尺寸和碳化物尺寸对16MnR钢冲击韧度的影响。结果发现,不同微观组织的材料其冲击韧度随温度降低而减小;细晶细碳化物组织比细晶粗碳化物组织和粗晶粗碳化物组织韧脆转变温度低,同一温度下的断裂韧度好,而且晶粒尺寸对韧脆转变温度和断裂韧度值的影响要比碳化物尺寸显著得多。通过断口微观参数的测量得知,韧脆转变温度区的断裂能量主要消耗在裂纹尖端的钝化与塑性裂纹扩展中。韧脆转变低温区,裂纹尖端在钝化过程中吸收大量能量从而韧性陡升。     

深冷处理后0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的低温冲击性能

对深冷处理前后的0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢分别进行了低温和常温冲击试验,研究了其冲击性能和断口形貌,分析了冲击断口附近的物相组成和显微组织。结果表明:试验钢的冲击功随着冲击试验温度的降低而减小,断裂方式由韧性断裂逐渐变为脆性断裂,韧脆转变温度约为-122℃;深冷处理能显著提高试验钢在20℃的冲击功,但深冷处理次数和保温时间对冲击韧性的影响不大;试验钢的低温组织稳定性好,低温冲击与深冷处理后均未发生马氏体相变或氮化物析出。     

X70和X80钢螺旋焊管母材的低温韧性

对X70和X80钢螺旋焊管母材的低温夏比冲击性能和落锤撕裂试验(DWTT)性能进行了对比研究。结果表明:两种钢管母材横向试样的低温韧性均比纵向试样的好,X70钢管母材的韧脆转变温度低于X80钢管母材的;当试验温度在-20℃以上时,两种母材的冲击断口剪切面积比都在95%左右,为韧性断裂,低于-20℃时,随温度的降低,两种母材夏比冲击功的下降幅度远大于剪切面积比的下降幅度;母材的低温韧性受试验方法的影响很大,DWTT测得的韧脆转变温度远高于夏比冲击试验的。     

HQ785C钢示波冲击试验韧脆断裂转变特性研究

利用示波冲击试验及断口分析方法对ＨＱ７８５Ｃ钢的韧脆断裂转变特性进行了研究。结果表明，动态断裂韧性ＫＩｄ与最大载荷吸收功Ｅｍ具有随温度一致变化的规律，而与总的冲击能Ｅｔ则无这种关系。试验还发现，屈服载荷与最大载荷相等的温度为材料的韧脆转变温度，该温度受控于材料的解理断裂应力σｆ，在此温度下有解理断裂发生。     

输电铁塔用大规格角钢低温性能研究

为低温地区选择合适的输电铁塔用大规格角钢,防止铁塔因构件发生低温脆性断裂而引起破坏。通过室温和低温条件下的拉伸和冲击试验,研究了输电铁塔用Q345B、Q420B的大角钢的强度、塑性和韧度。结果表明,从-40℃到室温,大角钢具有良好的低温强度性能和低温塑性,随温度的降低材料的冲击韧度和断裂韧度逐渐变差,试验Q345B、Q420B韧脆转变温度分别约为-22和-20℃,工程条件启裂CTOD值在0℃时分别为0.352和0.271mm,在0℃以上均发生韧性断裂。     

输电铁塔主材角钢的低温拉伸和冲击试验

低温会影响输电铁塔钢材的力学性能,容易导致塔材的脆性断裂事故,危及铁塔乃至整个电力系统的安全。笔者针对Q345B和Q420C高强度钢材角钢及其焊接接头,通过低温拉伸试验和夏比冲击试验,研究了不同材质、不同厚度角钢及其焊接接头的低温力学性能。结果发现,Q345B角钢和焊接接头、Q420C角钢和焊接接头的韧脆转变温度分别为-2.59,-15.28,-32.33和-6.76℃,低温会使4种钢材的的抗拉强度和屈服强度均有所提高,在-45℃的高寒地区的输电铁塔,选择Q420C角钢可以满足设计要求,但是应该尽量避免对Q420C进行焊接处理。     

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60～20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明：随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。     

增强型13Cr不锈钢经不同工艺调质后的显微组织和力学性能

采用物相分析、组织观察、冲击和拉伸试验等方法研究了增强型13Cr不锈钢经三种不同工艺调质后的显微组织和力学性能,确定了最佳的调质工艺。结果表明:随着调质淬火温度的升高,试验钢的强度和伸长率逐渐下降,而冲击功则先升高再下降;试验钢经1 000℃×2 h空冷+600℃×2 h空冷的工艺调质后,其抗拉强度为787 MPa,屈服强度为746 MPa,伸长率为26%,冲击功为192 J,达到了API 5CT标准要求;在上述调质工艺处理后,试验钢形成了以板条马氏体为基体、残余奥氏体弥散分布于晶界的显微组织。     

1Cr22Mn15N不锈钢的韧-脆转变机理

在-200 ℃～室温范围内,采用拉伸和夏比冲击试验测定了1Cr22Mn15N高氮奥氏体不锈钢的韧-脆转变温度(DBTT),并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法对该钢在低温下的韧-脆转变现象进行了研究.结果表明:该钢发生韧-脆转变的温度在-110℃左右;最早出现脆性滑移平台的温度在-80℃,并有诱发的ε相出现;其断口形貌由韧窝→韧窝 准解理→解理脆断变化,断裂形式为穿晶断裂;可能是由于在脆性第二相上形成微裂纹,导致在两个滑移面之间产生穿晶脆性断裂.     

一种析出强化型Fe-C-Mn-Ni奥氏体合金钢的微观组织和力学性能

对Fe-C-Mn-Ni-X(X为铬、钒等元素)奥氏体合金钢锻材进行固溶和时效处理,研究了时效温度(650,700,750℃)和时效时间(0～25h)对合金钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:固溶态和时效态合金钢显微组织形态相差不大,时效处理后,合金钢中析出大量与奥氏体基体呈共格或半共格位向关系的纳米VC相;固溶态合金钢表现出很强的时效硬化能力,随时效温度升高,硬度达到峰值的时间缩短,峰值硬度降低;时效处理后,合金钢的屈服强度和抗拉强度显著增加,断后伸长率和加工硬化指数则明显下降,拉伸失效模式由韧性断裂转变为韧脆混合断裂;随时效温度升高和时效时间延长,合金钢的强度有所降低,但加工硬化能力增强。     

浅析轧后余热处理热轧带肋钢筋高温力学性能

采用YNS-1000型试验机对轧后余热处理热轧带肋钢筋用恒温加载试验方法进行了高温力学性能研究,分析得出:轧后余热处理热轧带肋钢筋在400℃之前屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率变化较小;在200~400℃范围内,有"蓝脆"现象,超过400℃材料高温热强度随温度升高而降低;具有良好的热塑性,断后伸长率和断面收缩率表现出相似的变化规律,800℃后断后伸长率和断面收缩率开始急速下降。     

基于Master Curve方法的X80管线钢韧脆转变区断裂韧性研究

X80钢是我国常用的天然气长输管道用钢,获得其在低温下的断裂韧性以及韧脆转变温度区,对于评价其在低温下的安全性至关重要。针对X80管线钢,测试了其低温拉伸性能、夏比V型缺口冲击吸收能量及断裂韧性;并且在此基础上,研究得到了其主曲线的参考温度T0,进一步预测得到了X80管线钢在整个韧脆转变区的断裂韧性分布。试验结果表明,X80管线钢在低温下具有良好的断裂韧性,其主曲线的参考温度为-91℃,在-141~-41℃的温度区间内,其断裂韧性5%下边界很好地描述了断裂韧性数据在韧脆转变区的分散性。     

12Cr2Mo1锻件法兰低温冲击韧性不合格的原因分析

12Cr2Mo1锻件法兰在进行力学性能检测时,-30℃低温冲击不合格。通过对试样进行理化分析及模拟性试验发现,工件在进行热处理时,正火条件是造成低温性能不合格的关键因素。由于正火温度较低和保温时间较短,使得工件在热处理时奥氏体均匀化程度不好,因此材料的韧-脆转变温度提高,造成低温冲击不合格。     

回火工艺对Cr-Mo-V钢组织和力学性能的影响

对Cr-Mo-V钢进行回火工艺试验,研究不同回火温度和回火时间对Cr-Mo-V钢微观组织和力学性能的影响。试验结果表明：回火工艺直接影响微观组织中析出碳化物的数量、大小、形状、分布及马氏体形态。随着回火时间的延长,试验钢抗拉强度、屈服强度先减小、后增加、最后再减小,冲击功先增加、然后减少,在回火温时间120 min时,强度与韧性达到最佳匹配;随着回火温度的增加,试验钢抗拉强度、屈服强度先增加、后减小,冲击功先增加、后减少、最后再增加,在回火温度为665℃时,强度达到最大值。综合考虑试验钢的要求,得出回火温度665℃+回火时间120 min为最佳回火工艺。     

12Cr2Mol锻件法兰低温冲击韧性不合格的原因分析

12Cr2Mol锻件法兰在进行力学性能检测时,-30℃低温冲击不合格.通过对试样进行理化分析及模拟性试验发现,工件在进行热处理时,正火条件是造成低温性能不合格的关键因素.由于正火温度较低和保温时间较短,使得工件在热处理时奥氏体均匀化程度不好,因此材料的韧-脆转变温度提高,造成低温冲击不合格.