热加工对管线用低碳钢性能的影响

通过热模拟实验,研究了一种管线钢相变组织的形成规律,在此基础上,进行两阶段多道次控轧和在适度冷却速度下控冷的控制热加工实验,分析了工艺参数对钢的组织结构和力学性能的影响。结果表明,开轧温度、终轧温度、终冷温度和冷却速度对管线钢的力学性能有强烈的影响。通过优化工艺,获得了以针状铁素体为主的混合组织,针状铁素体的含量越多,材料的力学性能越好。     

Zr-Al二元合金的表面预处理及化学镀Ni-P工艺

利用化学镀对铸态Zr-Al二元合金进行表面处理,在经过除油、酸洗、化学转化处理等预处理工序后,在化学镀液中施镀在合金表面生成Ni-P镀层。利用扫描电镜和X射线衍射仪对合金、化学转化膜以及化学镀层的组成及微观结构进行表征。结果表明:铸态Zr-Al合金由α相(α-Zr)和β相(Zr2Al)组成,其中基体为α相,β相沿晶界呈非连续分布;经锌系化学转化处理后合金表面形成以Zn3(PO4)2.H2O为主要成分的化学转化膜,该膜由细小的片状晶体颗粒密排堆积而成;在此基础上进行化学镀镍磷处理,在铸态Zr-Al合金表面得到Ni-P镀层,其表面颗粒均匀,无明显孔隙缺陷,结合紧密,镀层与基体结合良好。     

热变形对高铌X80管线钢连续冷却转变曲线的影响

用Gleeble-3500热模拟试验机测定了一种高Mn、高Nb X80管线钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究热变形对连续冷却相变行为的影响.结果表明:变形可以促进多边形铁素体和珠光体相变,抑制针状铁素体相变,同时可以提高相变温度,细化相变组织.变形及冷却过程中Nb(C,N)的析出,降低了奥氏体的稳定性,加速相变,但抑制铁素体晶粒长大,细化室温组织.     

X70管线钢焊接CCT曲线测试及分析

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,测定了6种X70钢的焊接CCT曲线,分析了不同冷却条件下的组织与性能的关系,讨论了合金元素对组织和性能的影响.结果表明:当冷却速度小于1℃/s时,组织中出现多边形铁素体;冷却速度在1～7 ℃/s时,组织以针状铁素体或粒状贝氏体组织为主;当冷却速度大于10C/s时,组织以细小的贝氏体为主.C具有抑制相变的作用,适当降低C含量,能扩大获得高韧性的冷却速度范围,并降低焊接热影响粗晶区的硬度,有利于提高钢管焊接质量.     

Zr-Al合金表面锌系化学转化膜的制备及研究

利用化学转化法对铸态Zr-Al合金进行表面处理。在经过除油、酸洗、化学转化等一系列处理工序后,在Zr-Al合金表面生成锌系化学转化膜。利用扫描电镜和X射线衍射仪对合金基体及化学转化膜的化学组成及微观结构进行了研究。结果表明:Zr-Al合金由α相(α-Zr)和β相(Zr2Al)组成,其中基体为α相,β相沿晶界非连续分布;经锌系化学转化处理,合金表面形成以Zn3(PO4)2·H2O和ZnZr(PO4)2·2H2O为主要成分的锌系化学转化膜,该膜结晶团簇较细小,化学转化膜表面颗粒分布均匀,由细小的片状晶体颗粒密排堆积而成,无明显孔隙缺陷,膜层与基体结合良好。探讨了Zr-Al合金上锌系化学转化膜的形成机理。     

强流脉冲离子束辐照对M2高速钢的表面改性

研究了强流脉冲离子束辐照对M2高速钢(W6M05Cr4V2)表面的微观组织和硬度的影响.结果表明,HIPIB辐照处理使高速钢样品表面强烈加热又快速冷却,产生表面淬火作用,导致碳化物溶解,马氏体溶碳量增大且晶粒细化或晶格畸变度增大,晶间出现残余奥氏体.辐照还使表面产生宏观残余压应力,形成一些弥散分布的火山口状熔坑.随着脉冲次数的增加,在材料表面产生微区光化现象,材料表面化学成分和相组成的差异、杂质分布以及位错密度不均匀性导致的非均匀、非稳定熔化等是产生熔坑的主要原因.辐照使材料表层及以下近200μm范围内的硬度提高,并出现硬度双峰现象,离子束辐照产生的应力波及其在材料中的传播所导致的位错密度增大是硬度提高的原因.     

针状铁素体管线钢组织及强韧化机理研究

采用TEM及原位TEM拉伸裂纹扩展观察等试验手段,研究了管线钢针状铁素体组织及各组织单元对位错运动及裂纹扩展的影响,分析讨论了针状铁素体的强韧化机理。结果表明,大角度晶界、M/A组元对位错的运动及裂纹扩展有显著影响,有效阻碍位错的运动和裂纹扩展,从而提高材料强韧性。小角度晶界对位错运动影响较小,对裂纹扩展几乎没有影响。针状铁素体组织中以块状转变机制形成的块状铁素体和非等轴铁素体使管线钢具有高的韧性,而低温转变的板条状贝氏体组织对强度贡献更大。     

CeO2、La2O3、Y2O3和V2O5对Co-Cu-Sn-Fe超硬工具胎体力学性能的影响

选用Co55Cu29Sn10Fe6作为基础配方,以稀土氧化物(CeO2、La2O3、Y2O3)和V2O5作为添加物,研究它们对Co-Cu-Sn-Fe体系的胎体性能影响.研究发现,稀土氧化物对胎体的硬度改善不大,甚至会使硬度大幅降低,但是对胎体的抗折强度影响显著.CeO2含量在0.5％～0.8％、La2O3含量在0.6％、Y2O3含量在0.2％～0.5％时,抗折强度均较未加稀土氧化物的基础配方(451.9MPa)提高很多.V2O5对胎体的影响与稀土氧化物明显不同.V2O5含量低于1.0％时,胎体的抗折强度会有一定提高,在456.4～551.4MPa之间.     

X80大应变钢管焊接接头的疲劳性能北大核心CSCD

采用MTS landmark 370型液压伺服动静疲劳拉伸试验机研究了应力比(R=σmin/σmax)为0.1时X80大应变管线钢焊接接头的拉拉疲劳寿命;并采用显微硬度计和扫描电镜对焊接接头的硬度及疲劳断口进行了分析。结果表明:焊接接头的疲劳寿命显著低于母材;疲劳裂纹均萌生在焊缝熔合线处;裂纹沿热影响区向内扩展,当裂纹扩展到一定程度时,裂纹沿热影响区快速开裂。焊缝金属咬边所形成的夹杂物、焊缝的应力集中及热影响区性能恶化是疲劳裂纹萌生及快速扩展的原因。     

基于ANSYS的焊接熔池传热速度对温度场影响的数值模拟

通过设定金属在熔点以上温度时不同等效导热系数，补偿ANSYS焊接温度场模拟时高斯表面热源的缺陷。研究电弧吹力和熔池液态金属对流共同作用下，熔池高温热交换速度变化对焊缝和热影响区粗晶区热循环的影响。结果表明，熔池高温传热速度对焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时间的影响很小，用ANSYS软件模拟电弧吹力较大的焊接温度场时，若只考虑焊缝和热影响区800℃到500℃冷却时问时，采用高斯热源加载方式是可行的。