低合金钢焊接热影响区的微观组织和韧性研究进展

对钢结构而言,诸如海洋平台、船舶、桥梁、建筑和油气管线等,焊接后的性能直接决定了其服役寿命和安全性,重要性不言而喻.在针对焊接相关问题的研究中,焊接热影响区的韧性提升一直是重点和难点.焊接热影响区会经历高达1400℃的高温,从而形成粗大的奥氏体晶粒,如果焊接参数控制不当,不能通过后续冷却过程中的相变细化组织,就会造成韧性的降低.而多道次焊接的情况更为复杂,前一道次形成的粗晶区还会在后续焊接过程中经历二次热循环,从而形成链状M-A,造成韧性的急剧下降.本文旨在对一些现有焊接热影响区的相关研究结果进行总结,探讨母材的成分、第二相及焊接工艺等因素对热影响区微观组织和性能的影响,为低温环境服役的大型钢结构的焊接性能改善提供一些设计思路.     

铈对低铬铁素体不锈钢静态再结晶行为的影响

为研究铈对低铬铁素体不锈钢的静态再结晶行为的影响,冶炼含铈和不含铈的00Cr12不锈钢,在Gleeble-3800型热模拟试验机上采用双道次压缩法,测量不同温度下、不同道次间隔时间试验钢的应力应变曲线,计算再结晶体积分数,评价材料静态再结晶行为;对试验钢在不同温度下退火,侵蚀后进行组织观察。结果表明:铈的添加可抑制试验钢静态再结晶的进行,提高试验钢的再结晶温度,细化晶粒,铈含量0.028wt%时可将00Cr12不锈钢的静态再结晶激活能由103kJ/mol提高到114kJ/mol。铈在晶界的偏聚,对晶界起到拖拽作用,降低了晶界迁移速度,从而抑制了静态再结晶行为。     

工艺因素和组织对高速动车车轮断裂韧性的影响

针对欧洲高速动车使用的DB920车轮进行了工艺实验和实验室实验。结果表明,DB920车轮轮辋部位组织主要为少量铁素体和细珠光体,当组织中的铁素体比例较高且呈网状分布时,在进行断裂韧性评价实验时易出现撕裂状断口,在撕裂带侧面有大量韧窝,断裂韧性值(KQ)较高;相反,当铁素体比例较低时,断面相对平整,断裂方式以沿晶断裂和解理断裂为主,断裂韧性较差。组织分析和有限元模拟分析结果表明:喷水冷却时,轮辋处的冷却速度自踏面向内不断降低,冷速越慢,相变后生成铁素体比例就越高,断裂韧性也就越好。结合连续冷却实验的结果估算,对此成分车轮钢而言,当冷速大于1℃/s时,相变后不能获得足够的铁素体以保证此区域的断裂韧性。     

高性能海洋工程用钢的智慧研发之一

简要论述了海洋工程用钢铁材料的性能特点及发展方向,指出了目前海工钢产品在研发、生产、服役过程中存在的部分问题和不足。通过对钢铁材料研究现状的分析,提出基于钢铁材料基因组工程建立成分、工艺、组织及性能之间的内在联系,进而利用大数据建设建立定量化关系实现海工钢智慧化的有效研发。     

高性能海洋用钢智慧研发之二——钢铁材料基因与显微组织数字化表征

材料基因的识别及显微结构的数字化表征在科技创新、工业制造以及国家安全建设等方面的作用尤为重要。基因结构数据的高质量提取不但关系到重大工程的服役安全,也关系到材料智慧设计及产品终端质量与成本。如何高质量、高效率地提取和分析材料大数据已成为当前制约新材料智慧研发的关键。综合分析数字化时代下材料研发的特点及今后发展方向,针对材料基因库的构建提出了可视化及数字化表征的方法,建立了材料微观基因结构与宏观力学性能的数字化关联。     

大规格高强度钢筋轧后余热处理工艺探讨

采用20MnSi连铸坯、轧后余热处理工艺生产的大规格（Φ40mm）钢筋外层厚度2．0—3．4mm，过渡层厚度1．7-3．5mm，屈服强度不小于530MPa，抗拉强度不小于610MPa，符合BS4449标准460MPa级钢筋的要求。钢筋的金相组织：外层，回火索氏体；过渡层，索氏体＋珠光体＋铁索体＋贝氏体；心部，贝氏体＋珠光体＋铁索体。试验选定的加热温度为1080-1100℃，终轧速度3．4—3．7m/s冷却方式是管内流水冷却，冷却水量500～660m^3／h，水压0．40-1．0MPa。     

多相材料的细观力学有限元模拟研究进展

多相材料的广泛使用和计算机技术的发展促进了细观力学有限元模拟方法在多相材料研究领域的应用。介绍了细观力学有限元模拟在多相材料研究领域中的应用现状,综述了二维(2D)和三维(3D)细观力学有限元计算方法,重点阐述了细观力学有限元模拟在复合材料和钢铁材料领域研究中取得的一些重要研究成果。当前,细观力学有限元模拟在多相钢研究领域的应用相对较少,对与之相关的研究和进展进行了简要评述及展望。     

耐候钢表面预处理对其腐蚀行为的影响

通过向带锈耐候钢表面喷淋锈层稳定化剂进行预处理,使锈层表面形成了一层化学转化层,并进而研究了其对耐候钢继续腐蚀行为的影响。利用干湿循环交替腐蚀(CCT)、增重实验、场发射扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)和电化学工作站等实验手段对经过预处理及未处理样品进行对比测试。结果表明:该转化层对腐蚀性离子Cl-有显著的拦截效应,并导致样品在腐蚀过程中增重减缓;预处理不改变腐蚀产物的类型,但会造成锈层内非晶相比例上升并使锈层颗粒更加细小;转化层的短期效应与长期影响不同,转化层的存在总体上有利于加速锈层稳定化。     

弛豫—析出—控制相变技术中冷却速度对组织的影响

利用热模拟实验,对在非再结晶温度变形后弛豫一段时间,再以不同冷速冷却的低碳贝氏体钢的相变组织进行了研究,并与同等条件不弛豫的试样组织进行了对比.给出了弛豫和冷速对中温转变组织类型及组织细化程度的影响.实验结果表明,弛豫及冷却速度对变形奥氏体的相变组织是有影响的.低冷速下主要得到边界及取向不清晰的粒状贝氏体,这时弛豫时间对细化程度影响不明显,在10℃/S以上冷速下得到的是以板条贝氏体为主的组织,与未弛豫试样比较,其组织更细,板条形状更清晰,弛豫试样组织中残余奥氏体或M/A岛的形状更细长,弛豫有利于在同等冷却条件下得到板条组织,并且在高冷速下,弛豫试样中M/A量较未弛豫试样中的要少.     

RPC对800MPa级低合金高强度钢的影响

利用一种特殊的机械热处理工艺技术,即在控轧终轧后经过一段控制时间与温度的弛豫,使得基体中出现应变诱导析出以及变形奥氏体中缺陷组态重组,在随后的直接淬火或加速冷却过程中,获得细化的板条贝氏体/马氏体组织.利用该弛豫-析出-控制相变(RPC)技术能得到屈服强度大于800 MPa级12mm厚超细贝氏体/马氏体复合组织微合金钢板.