07MnNiMoDR钢火灾后力学性能及组织研究(一)——硬度及金相组织

对危化品大型储罐典型用钢07MnNiMoDR进行不同热暴露温度、保温时间和冷却速率的热处理来模拟火灾发生时的受火过程,对经历不同热处理工艺后的硬度和金相组织进行了测定和检验。结果表明,07MnNiMoDR钢受火后其硬度和金相组织急剧变化的温度临界值范围为650~750℃,650℃以下时硬度值范围为190~220 HV10且保温时间对硬度和金相的影响不明显;在相同的温度和保温时间下,水冷时的硬度总高于空冷时的硬度;显微组织为硬度的变化规律提供了依据。当保温时间为2~12 h和热暴露温度高于温度临界值时,空冷时硬度随温度升高而不断下降,750和850℃时最大的硬度相对百分数分别降低了10%和25%;水冷时硬度随温度先下降后升高,750℃时硬度达到最小值,此时最大的硬度相对百分数下降了5%,当温度达到850℃时最大的硬度相对百分数增加了30%。     

高温载荷作用下20G钢的性能及显微组织演变

对水冷壁管用20G钢在室温至850℃进行了拉伸试验,还在550~850℃同步进行了蠕变(应力为62MPa)及时效(不施加应力)试验,研究了温度对拉伸性能,以及蠕变和时效后的组织和性能演变的影响。结果表明:蠕变及时效后试验钢的显微组织均由铁素体和珠光体组成,应力的施加促进了珠光体的球化;随温度的升高,试验钢的抗拉强度先略有减小后增大随后再快速下降,屈服强度呈近似线性下降趋势,伸长率先降低后增大再波动性下降;随温度的升高,试验钢的蠕变断裂时间先急剧降低后趋于稳定,在550℃下蠕变断裂受晶界蠕变孔洞形核控制,在650℃下则由塑性损伤控制。     

0.18C-0.4Si-2.0Mn冷轧先进超高强度钢的连续退火水淬工艺

在连续退火水淬模拟试验装置上对0.18C-0.4Si-2.0Mn微合金化超高强度冷轧薄带钢进行了不同工艺的连续退火水淬试验,并对其显微组织与拉伸性能进行了研究。结果表明:保温温度低于800℃时,保温时间对组织和性能的影响显著,其组织主要为片状马氏体;当温度高于830℃时,保温时间对抗拉强度和伸长率影响较小,组织主要为板条马氏体;随保温温度和水淬温度的升高,试验钢的抗拉强度由1 150 MPa逐渐升至1 700 MPa,屈服强度由600 MPa增至1 600MPa,断后伸长率则由8.5%逐渐降至2%;水淬工艺的保温温度和水淬温度分别在830℃和750℃或保温温度在850℃和水淬温度高于700℃时,试验钢的抗拉强度可达1 500MPa以上,屈服强度可达1 200MPa。     

回火温度对35CrMo钢显微组织和力学性能的影响

对35CrMo钢进行860℃淬火和不同温度(450,500,550,600℃)回火热处理,采用万能试验机、扫描电子显微镜等研究了回火温度对该钢显微组织、拉伸性能与断裂韧性的影响。结果表明:随着回火温度的升高,过饱和α相中析出碳化物并发生球化,马氏体板条状特征逐渐消失;试验钢的屈服强度和抗拉强度均随着回火温度的升高而降低,伸长率增大,当回火温度为600℃时,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为1 014MPa,933MPa,16.8%;随着回火温度的升高,试验钢的断裂韧度增加,断口启裂区由快速启裂扩展特征变为更明显塑性变形特征。     

退火和卷取温度对590 MPa级冷轧热镀锌双相钢板组织与性能的影响

在实验室制备了590MPa级冷轧热镀锌双相钢板,采用SEM、TEM和拉伸试验等方法考察了退火温度、卷取温度等工艺参数对该钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:经750～820℃保温100s退火后,可以获得抗拉强度615MPa以上、伸长率高达21%的综合性能良好的钢板;随着退火温度的升高,抗拉强度和屈服强度都会增大,伸长率则以820℃退火的最好,其次是800℃退火的,而750℃和780℃退火的则差一些;热轧后650℃卷取的钢板经冷轧和热镀锌退火后,其强度明显高于690℃卷取的。     

疲劳载荷对P92钢高温拉伸性能的影响

在650℃、应变控制条件下对P92钢进行了不同循环周次的疲劳试验,随后在650℃进行了拉伸性能试验,研究了疲劳载荷对该钢高温拉伸性能的影响。结果表明:经不同周次疲劳试验后,P92钢的高温拉伸性能下降,当循环周次达到20%N_f(N_f为疲劳寿命)时,抗拉强度和屈服强度分别下降了19.1%和38.6%,当循环周次高于20%N_f时,抗拉强度和屈服强度趋向稳定;疲劳试验试样的拉伸断口均呈韧性断裂特征,当循环周次由0增至20%N_f时,拉伸断口上的韧窝由小而深变为大而浅,当循环周次达到20%N_f以上时,韧窝尺寸变化不大。     

不同工艺两相区淬火后高马氏体含量双相钢的显微组织与力学性能

采用扫描电镜、光学显微镜、洛氏硬度计、拉伸试验机等研究了两相区淬火时间和温度对高马氏体含量双相钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:在785℃淬火时,随保温时间的延长,双相组织中马氏体体积分数增加,铁素体体积分数减少,碳化物数量减少并发生固溶扩散,试验钢的硬度、屈服强度、抗拉强度均呈上升趋势,伸长率和断面收缩率均呈下降趋势;在785~830℃保温30min淬火后,随温度升高,淬火组织中铁素体体积分数减少,马氏体体积分数增加,碳化物数量减少,当淬火温度为815℃时,组织基本全部为马氏体,试验钢的硬度、抗拉强度均呈上升趋势,伸长率和断面收缩率均呈下降趋势,屈服强度则先上升后略有下降。     

温度对电镀镍铁合金材料性能的影响研究

对镍铁合金材料进行125~450℃保温2h的退火处理,TEM观察结果表明,镍铁合金材料随着热处理温度的升高,晶粒尺寸呈现长大的趋势,当350℃时,晶粒尺寸出现一个突变长大,平均晶粒尺寸200nm。对热处理后的镍铁合金材料进行单向拉伸试验,结果表明,当温度300℃时,合金材料的拉伸强度基本没有发生较大的变化,最高抗拉强度1 700MPa;当温度300℃时,拉伸强度急剧降低。     

热轧超高碳钢的显微组织与力学性能

对超高碳钢进行热轧预处理,得到组织细小、弥散分布的球化碳化物和部分片状珠光体,有效地增强了其后续球化效果;基于离异共析原理,采用不同的工艺球化处理热轧超高碳钢,并对其进行了扫描电镜分析和拉伸试验.结果表明:随奥氏体化温度升高碳化物大小和间距逐渐增大,保温时间延长也将增大碳化物颗粒的间距;球化超高碳钢显示出优异的室温拉伸性能,具有明显的屈服现象,强度和塑性均很好,850℃奥氏体化的超高碳钢屈服强度和抗拉强度分别为688MPa和1005 MPa,伸长率为16.7%.     

碳锰钢等温退火热处理后拉伸性能数学模型的建立

采用热力模拟试验机对碳质量分数为0.159 1%的碳锰钢冷轧板进行了不同温度和时间的等温退火热处理,对热处理后的拉伸性能进行了测试,依据加权方法建立了分段拉伸性能数学模型,并进行了验证。结果表明:试验钢的屈服强度随等温温度的升高及保温时间的延长而降低,抗拉强度总体上随等温温度升高和保温时间而降低,但变化规律较复杂;伸长率的变化趋势与强度的变化趋势相反;建立的数学模型具有较好的精度,计算得到的屈服强度、抗拉强度和伸长率与试验值的相对误差分别为3.93%,3.21%和19.91%。     

卷取温度与冷却速率对含铌热轧双相钢显微组织与拉伸性能的影响

将含铌双相钢在相同工艺参数下进行热轧并分别以冷却速率60℃·s^-1一次水冷至610℃或不同冷却速率两段式水冷至461,434,410℃后进行卷取，分析了卷取温度和冷却速率对热轧双相钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：4种工艺下热轧双相钢组织均主要由铁素体和马氏体构成，在卷取温度为461℃以下时还出现了贝氏体；随着卷取温度的降低，马氏体含量降低，贝氏体依次呈分散颗粒状、聚集颗粒状和板条状，热轧双相钢的屈服强度增大，抗拉强度先减小后增大，屈强比增大，断后伸长率先增大后减小；当以一次和二次冷却速率分别为53,79℃·s^-1两段式水冷至461℃进行卷取后，热轧双相钢的拉伸性能最佳，平均屈服强度、平均抗拉强度、平均断后伸长率分别为459 MPa, 591 MPa, 35.63%。     

热处理工艺对Ti55531合金组织和拉伸性能的影响

对Ti55531合金棒材和锻件进行不同工艺的固溶和时效热处理,研究了热处理工艺对其显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着固溶温度升高(575~650℃),棒材中的初生α相由颗粒状变为条状或短棒状,直至全部变为β晶粒,室温抗拉强度和屈服强度明显增大,伸长率和断面收缩率大幅下降;随着时效温度降低,短棒状或条状α相逐渐溶解并球化析出α颗粒,室温抗拉强度和屈服强度明显增大,伸长率和断面收缩率显著降低;为使钛合金棒材的室温强度和塑性达到最佳匹配,固溶温度应控制在相变点以下,时效温度宜选择在600~620℃区间;固溶温度在相变点以下,时效温度为600℃时,锻件的强度和塑性可满足相关标准的要求。     

X65级含铜管线钢的高温塑性

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对含质量分数1.8%铜和1.0%镍的X65级低碳低镍含铜管线钢进行高温拉伸试验,研究不同温度(850～1 300℃)下的高温塑性。结果表明：含铜管线钢的抗拉强度随着试验温度的升高整体呈下降趋势,在850℃拉伸时抗拉强度达到105 MPa,而在1 300℃时的抗拉强度降至约30 MPa;随着试验温度的升高,含铜管线钢的断面收缩率整体呈增大趋势,当试验温度高于1 050℃时,断面收缩率均在80%以上,表现出较好的高温塑性,850～1 000℃区间断面收缩率在60%左右,应避免在850～1 000℃区间对该管线钢进行大变形量变形;在试验温度高于1 050℃时,含铜管线钢高温塑性的提高与动态再结晶有关;在连铸温度范围(1 100～1 250℃),含铜管线钢具备优异的高温塑性,可以保证连铸坯的冶金质量。     

终轧温度对钛微合金化Q345B钢组织与力学性能的影响

在Q345B钢的基础上,将锰的质量分数降至0.8%,并添加质量分数为0.05%的钛设计了钛微合金化Q345B钢;将该钢分别在820,850,880℃下进行终轧,研究了终轧温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着终轧温度升高,试验钢的屈服强度和伸长率均表现为先升高后降低的趋势,在850℃达到最大,分别为490MPa和34.0%;抗拉强度则随终轧温度升高而逐渐降低,这主要是由铁素体晶粒尺寸随终轧温度升高而不断长大导致的;当终轧温度为850℃时试验钢可获得最佳的综合力学性能。     

Q345D钢高温力学性能试验研究

在Gleeble1500D热力模拟试验机上,对Q345D钢在室温(20 ℃)、500 ℃、550 ℃、600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃不同温度条件下进行拉伸试验研究,通过回归分析,得出屈服强度σs、极限强度σb、弹性模量E等力学性能随温度变化的规律.在500 ℃～750 ℃之间,Q345D钢的屈服强度σs、极限强度σb随温度升高而降低,而弹性模量E的变化不大.     

基于V型缺口试样冲击性能确定1Cr17Ni2不锈钢的热处理工艺

对1Cr17Ni2不锈钢进行了不同温度的淬火+回火热处理,研究了其V型缺口试样冲击性能与淬火和回火温度的关系;基于V型缺口试样冲击性能确定了较佳热处理工艺,并测试了该工艺热处理后试验钢的拉伸性能。结果表明:V型缺口试样的冲击吸收功随淬火温度和回火温度的升高而增大;回火温度对其断裂方式的影响大于淬火温度的,随回火温度升高,断裂方式从沿晶和解理的脆性开裂向韧窝型韧性开裂转变;当淬火温度为980℃或1 020℃,回火温度大于650℃时,该钢可满足螺柱冲击韧性和强度的要求,如需二次回火,则推荐二次回火温度应高于620℃。     

连续退火工艺参数对超高强度双相钢组织和力学性能的影响

在Gleeble-3500型热模拟试验机上模拟冷轧超高强度双相钢的连续退火,采用扫描电镜和拉伸试验机研究了连续退火过程中退火温度、退火时间和过时效温度对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,该钢的屈服强度和抗拉强度下降,伸长率提高,显微组织(铁素体+马氏体和少量的粒状非马氏体组织)中粒状非马氏体增多;退火时间对该钢力学性能的影响较小;随着过时效温度的升高其抗拉强度呈下降趋势,屈服强度、伸长率和屈强比呈上升趋势,当过时效温度高于360℃时,则出现了屈服平台。     

热处理对S500Q钢焊接接头力学性能和断口形貌的影响

通过力学性能试验、硬度试验和电子显微镜观察,研究了500℃～650℃热处理工艺对S500Q钢焊接接头力学性能和断口的影响。结果表明:500℃～580℃热处理对S500Q钢焊接接头力学性能影响较小。580℃～650℃热处理使焊接接头的抗拉强度和屈服强度降低,随着温度的升高,降低量逐渐增加。500℃～650℃热处理工艺对焊接接头的延伸率基本无影响,冲击功呈现先增大后减小的趋势。不同热处理工艺下S500Q钢焊接接头断口形貌为河流状花样。     

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。     

新型TA32钛合金板的高温拉伸变形行为

在变形温度650～850℃、应变速率0.001～0.100s-1条件下对TA32钛合金板进行高温拉伸试验,研究了变形温度和应变速率对合金高温拉伸变形行为的影响;基于修正的Hooke定律和Grosman方程建立TA32钛合金的高温流变本构方程并进行试验验证。结果表明:TA32钛合金的流变应力受变形温度和应变速率的影响显著,变形温度的升高和应变速率的降低均会使流变应力减小;在变形温度650℃、应变速率0.100s-1下,合金的抗拉强度为680 MPa,约为常温抗拉强度的80%,合金仍具有较高的强度;当变形温度由750℃升至850℃时,合金伸长率的增长幅度和强度的下降幅度均较明显,合金塑性较好;采用建立的高温流变本构方程计算得到的真应力-真应变曲线与试验结果基本吻合,其相关系数和平均相对误差分别为0.979 4和11.1%,该本构模型可较好地描述TA32钛合金的高温拉伸变形行为。