夹杂物对2Cr13钢疲劳性能的影响

研究了2Cr13钢的硬度、屈服强度和疲劳寿命;用SEM(扫描电镜)测量了2Cr13中夹杂物的化学成分.实验发现,材料的疲劳寿命因合金中的夹杂物而显著降低,约为不含夹杂物合金疲劳寿命的一半.     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响及寿命预测

本文通过人工植入Al2O3 和SiO2夹杂物的方法,制备含不同尺寸夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量分析了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了夹杂物特性与低周疲劳寿命的关系。结果表明,应变幅为0.8%,疲劳源区以内部夹杂物为主;当应变幅为0.9%时,疲劳源区为表面夹杂物和不含夹杂物的试样表面的占比增大;当应变幅为1.0%和1.2%时,疲劳源区全部为不含夹杂物试样表面;随应变幅自0.8%增至1.2%,源区位置逐渐由内部夹杂物向表面夹杂物、不含夹杂物的试样表面转移。在应变幅为0.8%时,建立了内部和表面夹杂物面积与低周疲劳寿命的定量关系式,研究了夹杂物种类对低周疲劳寿命的影响,在一定夹杂物尺寸范围内,SiO2夹杂物比Al2O3夹杂物对低周疲劳寿命危害更大,其原因在于SiO2夹杂物周围由于γ’相贫化区的存在而产生的粗大晶粒降低了合金的低周疲劳寿命,同时,研究了夹杂物距试样表面距离与低周疲劳寿命的关系。     

夹杂物对FGH96合金低周疲劳寿命的影响

通过人工植入夹杂物的方法,制备含不同尺寸Al2O3和SiO2夹杂物的FGH96合金低周疲劳试样,在650℃下进行不同应变幅的低周疲劳试验,对试样断口进行观察、统计分析,定量研究了夹杂物的尺寸、位置、种类和外加载荷应变幅对低周疲劳寿命的影响,建立了低周疲劳寿命与夹杂物特性的关系.结果 表明,应变幅为0.8％时,疲劳源区以...     

熔炼过程产生的夹杂物对高强钢疲劳失效的影响

采用20 kHz超声波疲劳振动试验机对高强度大螺栓钢进行疲劳测试,观察其试样的疲劳断口形貌,分析其疲劳失效机理。结果表明,经过纯净化处理后的高强钢在109周次下的疲劳强度达到700 MPa,比未经纯净化的大螺栓钢提高了100 MPa。通过扫描电镜对疲劳试样断口进行观察,发现大螺栓钢的疲劳起裂分3类:表面起裂、内部夹杂物起裂和内部缺陷起裂,而经过纯净化处理之后的高强钢,起裂形式为表面起裂和内部非夹杂起裂。为提高高强钢的抗疲劳性能应从控制夹杂物和改善内部组织两方面着手。     

Q345钢焊接裂纹分析

通过对Q345钢焊接裂纹处的金相组织检验、断口扫描分析及母材的化学成分检验,验证了生产过程中Q345钢焊接开裂主要是因母材中有害元素P含量较高,焊接的最后凝固位置形成低熔点的共晶组织,同时在焊接母材可焊性较差情况下,焊接工艺没有做出相应的调整而引起的.     

Q345B钢轧后拉伸分层试样的显微组织研究

利用金相检验,扫描电镜,能谱分析以及元素分布原位分析等手段,研究了Q345B钢轧后拉伸试样中的夹杂物和显微组织,寻求产生拉伸分层的原因。结果表明,Q345B钢连铸坯中主要微合金元素C、Mn、Nb等的偏析,造成轧后试样中存在大量的长条状MnS夹杂物,块状铌、钛的碳化物和条带状马氏体组织,致使局部力学性能差异过大,容易在缺陷集中分布的显微组织层面上产生开裂和分层。     

零夹杂42CrMo高强钢的超长寿命疲劳性能

利用超声疲劳实验方法研究了2种商业42CrMo钢和2种零夹杂42CrMo钢在不同热处理制度下的超长寿命疲劳性能.结果表明,42CrMo钢疲劳S-N曲线在106-109cyc范围内无平台出现,疲劳极限消失;零夹杂42CrMo钢在此寿命区间有明显的疲劳极限. SEM断口观察表明,42CrMo试样疲劳开裂大多起源于非金属夹杂物,而零夹杂42CrMo全部起源于基体表面.零夹杂42CrMo钢的最大特点是在2×106-109cyc内不易发生疲劳断裂,疲劳寿命的可靠性显著增加.     

Q345钢断裂韧性和裂纹扩展速率研究

分别对Q345钢J积分值和裂纹扩展速率进行了测定.测定了其JR曲线lnJ=5.75 0.67ln△a,J1c=184.5 kJ/m2;疲劳裂纹扩展速率方程为da/dN=3.25×10-12(△k)4.分析了显微组织对断裂韧性和裂纹扩展速率的影响,并用扫描电镜对断口进行了观察.     

Q345R钢低周超低周疲劳性能研究

从压力容器的实际工况和抗震安全性设计出发,对Q345R钢进行低周、超低周疲劳试验。在MTS-809疲劳试验机上进行试验,采用轴向恒应变控制方法;获得其典型迟滞回线及低周、超低周循环应力-应变曲线,与拉伸应力-应变关系比较得出Q345R钢为循环硬化材料;开展回归分析,确定了材料的疲劳特性参数及应变-寿命曲线。为压力容器抗震设计、疲劳寿命预测提供依据。     

带状组织对Q345E钢力学性能的影响

以风电法兰用钢Q345E为研究对象,研究了带状组织等级对Q345E钢纵向和横向拉伸性能与低温冲击性能的影响。研究结果表明,带状组织越严重,材料的低温冲击性能越差,而且横向试样的冲击功明显低于纵向试样的冲击功。带状组织对材料的拉伸性能虽有影响,但幅值较小。试样的取向对材料的拉伸性能影响不明显。     

Q345超细晶粒钢的焊接性能

对7.5 mm厚Q345超细晶粒钢板卷进行了两种焊丝(φ1.2 mm药芯和实芯)3种热输入(4～10 kJ/em)的系列CO2气体保护焊接试验,研究了焊丝和热输入对焊接接头组织和性能的影响.结果表明,热输入为4 ～ 10 k.J/cm的气体保护焊,可得到满足性能要求的焊接接头;热输入为4～6kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由贝氏体和马氏体构成,且药芯焊丝接头粗晶区马氏体含量高于实芯焊丝接头粗晶区,导致了药芯焊丝接头粗晶区较高的硬度;热输人为10 kJ/cm时,焊接接头粗晶区主要由铁素体构成.拉伸试验和硬度试验表明,母材是焊接接头中的薄弱部位.冲击试验结果表明,焊缝区、热影响区冲击性能与母材在同一水平.     

柔性轧制Q235B和Q345B钢的生产实践

为解决用户个性化需求与企业规模化生产之间的矛盾,结合生产实际,用一种Q235B普碳钢铸坯按Q235B和Q345B两种强度级别热轧带钢要求进行生产试验.结果表明,利用控轧控冷技术的细晶强化与相变强化效果,可以用Q235B普碳钢铸坯生产出完全满足Q345B要求的热轧带钢,降低Q345B高强带钢的生产成本,实现了Q235B和Q345B两个强度级别热轧带钢的柔性生产.控轧控冷钢板的屈服强度可达395 MPa以上,抗拉强度可达510 MPa以上,韧塑性也满足标准要求.     

微合金元素对Q345钢奥氏体晶粒粗化行为的影响

研究了单独与复合添加V/Nb/Al元素对Q345钢奥氏体晶粒长大行为的影响规律。以ASTM晶粒度级别等于6.0定义实验用钢的实用奥氏体晶粒粗化温度。结果表明:和Fe-V处理相比,以VN12进行微合金化可使Q345钢的奥体氏晶粒粗化温度提高约40℃;和Fe-Nb处理相比,Nb和V复合加入对Q345钢晶粒粗化温度无显著影响;Al微合金化Q345钢中复合添加微量Nb对其晶粒粗化温度无明显影响。Nb、V、Al的抗奥氏体晶粒粗化能力依次为:Nb>Al>V。     

超快冷处理低合金Q345B钢的折弯开裂失效分析与对策

利用扫描电镜对超快冷工艺生产的Q345B钢弯曲失效开裂的断口形貌、显微组织和钢中的夹杂物进行了分析。结果表明,Q345B钢中存在超标的大尺寸夹杂物诱发了弯曲变形过程中裂纹的萌生,而超快冷工艺产生的网状渗碳体和粒状贝氏体硬相组织降低了Q345B钢的塑性和韧性,促进了裂纹的扩展。通过延长LF工序精炼时间和控制超快冷工艺冷却速度及提高终冷温度,使钢中夹杂物尺寸大大降低,显微组织转变为铁素体和珠光体组织,从而提高了Q345B抗弯曲性能。     

终冷温度对Q345R钢组织及性能的影响

对压力容器用钢Q345R开展终冷试验,研究终冷温度对轧态及正火态钢板力学性能与显微组织的影响。结果表明,在不同终冷温度下,轧态及正火态Q345R钢的力学性能均满足标准要求,但轧后直接空冷时,性能余量较小,在终冷温度为650 ℃时,力学性能较好;随着终冷温度的升高,钢板的屈服强度、抗拉强度、冲击性能均有下降的趋势,组织逐渐变粗大;轧态及正火态试样的微观组织均为典型的铁素体+珠光体,与热轧态钢板相比,正火态钢板的屈服强度和抗拉强度均明显降低,但冲击性能显著提高,且正火后组织有所细化。     

环境温度对Q345C钢MAG焊接头力学性能的影响

对轨道车辆材料Q345C低合金结构钢MAG焊接头进行了常温、低温(0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃)力学性能试验,包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验,得到力学性能随温度的变化规律,同时测量了接头硬度分布,分析了接头硬度分布规律,观察了接头金相组织。研究结果表明,随环境温度下降,其抗拉强度和屈服强度均有所提高,但伸长率和断面收缩率变化不大,冲击吸收功明显降低;Q345C焊接接头有较大的低温冷脆倾向;对在低温环境条件下服役的Q345C低合金结构钢,需重点考虑其低温冷脆倾向。     

提高Q345D锻造圆钢力学性能的措施

由16MN精锻机生产的Q345D圆钢,经锻后正火处理,其力学性能偏低。对钢材化学成分、非金属夹杂物、显微组织、低倍组织等进行分析,找出了钢材力学性能不合的原因并提出了改进措施。     

微合金元素对Q345E棒材低温韧性的影响

在未控轧控冷的轧制工艺条件下,研究了Nb/V复合微合金化、Nb微合金化、V微合金化对Q345E棒材热轧态-40℃低温韧性的影响.结果表明,Nb/V复合微合金化钢和Nb微合金化钢强度高于V微合金化钢,V微合金化钢-40℃的低温韧性满足标准要求,Nb/V复合微合金化钢和Nb微合金化钢均不能满足标准要求.在未控轧控冷的工艺条件下,采用V微合金化Q345E钢是可行的.     

低合金钢Q345E静态再结晶模型研究

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对低合金高强度结构钢Q345E进行高温双道次热压缩试验,研究不同变形参数下Q345E钢在变形奥氏体区的软化行为,分析各变形参数对该钢静态软化的影响。通过采用0.2%应力补偿法计算得到静态再结晶百分数,确定了Q345E钢的静态再结晶激活能,建立了静态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变模型。     

热调修次数对Q345E低合金钢组织与力学性能的影响

通过拉伸、弯曲、硬度、旋转弯曲疲劳试验以及显微组织分析,研究不同热调修温度下的Q345E低合金钢的拉伸、弯曲、硬度、疲劳性能和显微组织。结果表明:Q345E低合金钢在800℃一次、三次热调修后的组织均为铁素体和珠光体沿轧制方向呈带状分布,但三次热调修显微组织更加均匀细小;800℃三次热调修的Q345E低合金钢硬度值相比一次热调修硬度值提高了19.3 HV,疲劳强度提高了19.4 MPa;热调修次数对拉伸性能、弯曲性能影响不大。