不同强度中碳TRIP钢的高周疲劳破坏行为

对比研究了不同强度中碳TRIP钢的旋转弯曲疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率特征.结果表明,对于1100 MPa和1300 MPa两种强度级别,等温淬火(AT)处理试样的旋转弯曲疲劳强度均高于淬火回火(QT)处理的试样.两种强度级别的AT样的疲劳极限与抗拉强度之比均高达0.56,明显高于QT样的0.51-0.52,同时,AT样的疲劳裂纹扩展速率均明显低于QT样.此外,实验钢的抗拉强度从1100 MPa级提高到1300 MPa级,AT样与QT样的疲劳强度和疲劳裂纹扩展速率之间的差异均缩小.     

连铸与模铸高铁车轴钢的高周疲劳破坏行为

连铸车轴钢能否达到模铸车轴钢的性能水平是其能否应用的一个关键。对此,采用旋转弯曲疲劳试验及疲劳裂纹扩展速率试验对比研究了连铸与模铸工艺生产的高铁车轴钢的高周疲劳破坏行为。结果表明,工业试制的连铸车轴钢的强度和疲劳极限均低于模铸车轴钢,且前者的疲劳裂纹扩展速率略高于后者。疲劳断口分析表明,疲劳断裂大部分起源于试样表面基体。微观组织分析表明,尽管两者的微观组织均为高温回火马氏体,但连铸车轴钢中原奥氏体晶粒尺寸及碳化物均略大于模铸车轴钢。金相评级法及夹杂物极值统计法的结果均表明,连铸车轴钢中的夹杂物尺寸明显大于模铸车轴钢。因此,为了以连铸工艺取代模铸工艺,还需要进一步优化连铸车轴钢的成分、冶金生产和热处理等工艺,以获得优良的冶金质量和组织性能。     

低碳马氏体钢的微观组织及其对强度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射(EBSD)以及透射电镜对17CrNiMo6钢经淬火和低温回火后的马氏体组织进行了定量分析,并且研究了其对强度的影响.结果表明:17CrNiMo6钢Packet(板条束)尺寸和Block(相似取向的板条束)宽度随原奥氏体晶粒尺寸的减小而减小,而Lath(板条)宽度在0.3μm左右,对原奥氏体晶粒尺寸变化不敏感.17CrNiMo6钢板条马氏体的屈服强度与原奥氏体晶粒尺寸、Packet尺寸以及Block宽度都符合Hall-Petch关系,而Block宽度是对强度起作用的组织控制因素.     

Cr-Mo-V系高强度钢的疲劳断裂行为

采用旋转弯曲疲劳和疲劳裂纹扩展实验研究一种新型Cr-Mo-V系高强度钢在不同回火温度下的疲劳破坏行为.结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1与抗拉强度Rm的比值σ-1/Rm随回火温度的升高而增加.在相同的强度水平下,实验钢的疲劳极限高于商业42CrMo钢.对疲劳断口裂纹源的分析表明,实验钢的疲劳裂纹主要起源于钢中的非金属夹杂物.采用C-T试样测定疲劳裂纹扩展速率的实验结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢疲劳裂纹扩展第二阶段的扩展速率随回火温度升高而有所降低.在1500 MPa强度水平下,实验钢的疲劳裂纹扩展速率低于42CrMo钢.     

真空渗碳处理齿轮钢的氢脆敏感性

采用电化学充氢及慢应变速率拉伸(SSRT)实验研究了真空渗碳热处理后20Cr2Ni4A齿轮钢的氢脆敏感性,并与常规淬火+回火处理(QT)的20Cr2Ni4A齿轮钢进行了对比.结果表明,渗碳试样渗碳层中的残余奥氏体含量(约13.8％,体积分数,下同)远高于渗碳试样心部和QT试样(约4.6％),前者主要呈多尺度的块状分布在原奥氏体晶界及板条界处.渗碳试样与QT试样中的室温可扩散性H含量相当,但前者组织中较多的残余奥氏体和渗碳体含量使得其室温非扩散性H含量明显高于后者,H扩散系数明显低于后者.QT试样呈现出优异的强塑性配合,以相对断后伸长率损失表征的氢脆敏感性指数(HEI)为54.3％.与QT试样相比,渗碳试样的抗拉强度提高了34.6％,但塑性显著降低,断后伸长率及断面收缩率分别降低了66.5％和92.4％;充氢后在屈服之前就发生了脆性断裂,呈现出很高的氢脆敏感性,HEI高达90.9％.SSRT断口分析表明,充氢QT试样与最大H扩散距离大体相当的表层脆性区为沿晶+准解理的混合断裂,而充氢渗碳试样则在距表面一定距离的渗碳层内呈现一定宽度的沿晶断裂脆性区,且在接近有效渗碳层深度处出现了一条大体沿渗碳层圆周方向扩展的长裂纹.造成渗碳试样与QT试样氢脆敏感性显著差异和独特氢脆断裂特征的主要原因与2者的微观组织、强度水平及渗层残余压应力等因素有关.     

冷轧中锰钢退火过程中硬度及组织的演化

 利用EBSD技术研究了冷轧中锰钢在退火过程中的组织演化规律,从而揭示了其硬度变化的原因。研究结果表明:冷轧中锰钢在650℃退火,获得了0.3~0.6μm等轴状奥氏体和铁素体的超细晶组织,且随着退火时间的延长组织结构没有发生明显粗化;在550~650℃退火,随着温度的升高,奥氏体含量不断增加;在700℃退火时,奥氏体稳定性降低,出炉空冷过程中发生了马氏体转变,硬度升高;逆转变奥氏体相的稳定性主要受其碳含量控制,碳含量越高越容易获得大量稳定的逆转变奥氏体。     

连杆用C70S6钢的胀断性能

对比分析了传统连杆用非调质钢F38MnVS(/%:0.37C、1.32Mn、0.18Si、0.008P、0.060S、0.12Cr、0.12V)锻坯的胀断性能和胀断连杆用非调质钢C70S6(/%:0.72C、0.57Mn、0.32Si、0.020P、0.060S、0.17Cr、0.03V)锻坯的胀断性能。结果表明,C70S6钢的胀断性能明显优于F38MnVS钢。C70S6钢的组织以片层状珠光体为主,铁素体的含量极低,胀断面以脆性断裂为主,达到胀断技术的要求。     

控制冷却对中碳高钒非调质钢组织性能的影响

 利用Gleeble- 3800热模拟试验机研究了锻后控制冷却对一种胀断连杆用中碳高钒非调质钢37MnSiVS微观组织及硬度的影响。结果表明,冷却速度对试验钢的组织性能具有显著的影响,即随着冷却速度的增加,试验钢中的珠光体体积分数和硬度均逐渐增加;当冷却速度增加到1. 5 ℃/s以上时,组织中开始出现贝氏体组织,硬度不再提高。锻造变形有助于获得细小的组织和较多的铁素体,但使钢的硬度有所降低。试验钢变形后快冷到600 ℃左右进行合适的等温处理,通过大量细小弥散的V(C,N)粒子的析出强化作用,可使试验钢的强度得到显著提高。结果表明,通过控制锻后冷却方式而控制组织及V(C,N)粒子的析出程度可实现对锻件硬度(强度)的差异化控制。     

34CrMo汽轮机主轴断裂失效分析

通过对34CrMo汽轮机主轴动断裂进行材料成分、力学性能、断口形貌、夹杂物以及显微组织等方面的分析.确定失效发生的原因是由于汽轮机主轴在动平衡实验中发生过载引起.     

低合金超高强度钢的研究进展

低合金超高强度钢因强度高、热加工工艺性好及生产成本低而广受重视。但其韧性较低,成了制约其大规模生产和应用的关键因素。简要阐述了低合金超高强度钢的国内外研究动态,重点分析了合金元素、冶炼方法及热处理工艺对其强韧性的影响,并提出了改善其韧性的方法及今后的研究方向。