X100管线钢鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的研究

采用失重法、线性极化曲线和阻抗谱电化学技术,结合SEM、EDS和XRD研究了SRB+IOB对X100管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:X100管线钢在无菌环境下的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的增加先减小,后缓慢增大,腐蚀产物主要为Fe_2O_3。有菌(SRB+IOB)环境下浸泡5 d后的腐蚀为严重腐蚀,浸泡17和40 d后的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的增加不断减小,腐蚀产物主要为FeS和Fe_2O_3。X100管线钢在无菌环境下的腐蚀倾向为随浸泡时间的增加不断增大,在有菌(SRB+IOB)环境下为不断减小。腐蚀速率在无菌环境下为先迅速减小后缓慢增大,在有菌(SRB+IOB)环境下为不断迅速减小。SRB+IOB的存在加剧了X100管线钢的腐蚀。     

碳钢/有机涂层在模拟大气环境中的失效研究与寿命预测

针对有机涂层在大气环境中失效过程较长的特点,利用Corrosion Master腐蚀仿真平台对Q235碳钢/有机涂层体系分别在海洋大气、工业大气和海洋工业大气3种腐蚀环境条件下的服役寿命进行预测,并结合腐蚀电化学相关测试与涂层的失效行为研究结果对仿真计算结果进行了分析和验证。结果表明,相同环境条件下仿真模拟计算结果与实验结果具有较好的一致性,仿真技术可以用于金属/有机涂层在大气环境下的失效行为研究,并可实现寿命预测。     

电模拟惯性摩擦焊接技术

为适应摩擦焊接设备的发展,降低制造成本,在对惯性摩擦焊接过程运动学方程分析基础上,结合电模拟惯量技术,开发出了电模拟惯性摩擦焊接技术及设备. 结果表明,电模拟惯性摩擦焊接过程中各参数随时间的变化规律,以及惯量大小对焊接参数的影响规律,符合惯性摩擦焊接的一般规律. 相同惯量下,电模拟惯性摩擦焊接与机械惯量惯性摩擦焊接过程转速曲线变化趋势一致. 采用电模拟惯性摩擦焊接技术,所需惯量可以设定成大于系统基本惯量,也可以设定成等于或低于系统基本惯量,还可以补偿主轴机械摩擦阻力对焊接过程参数的影响.     

Zn含量和Zn/Mg比对Al-Zn-Mg-Cu铝合金拉伸性能和淬透性的影响

采用水冷铁模铸造-铸锭均匀化-挤压-固溶时效处理制备了3种成分不同的Al-Zn-Mg-Cu合金棒材,研究了不同处理状态合金的拉伸性能、淬透性能、显微组织结构及其变化。结果表明:时效态合金拉伸性能与Zn含量和Zn/Mg相关,强度的变化是固溶强化和η'亚稳相析出强化综合作用的结果,3种合金中Al-8.01Zn-1.13Mg-1.16Cu-0.05Cr-0.13Zr-0.05Ti合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到614 MPa、577 MPa和12.6%,端淬深度≥150 mm。η'(MgZn_2)中Zn/Mg质量百分比为5.379,在试验合金Zn/Mg比都高于5.379的情况下,试验合金的淬透性与端淬态的铝基体晶格畸变度以及T6时效态η'亚稳相质量百分数正向相关,即Mg含量高的合金淬透性低,这是因为淬火态的铝基体晶格畸变愈大、T6时效态η'亚稳相质量百分数愈高,铝基过饱和固溶体愈不稳定、淬火过程中愈容易分解,合金的淬透特性就愈低。     

SiC/2009Al复合材料的变形加工参数的优化仿真研究

对粉末冶金法制备的15%SiC (体积分数)/2009Al复合材料热变形参数的仿真优化方法进行了探讨。通过热压缩实验获得复合材料的动态真应力-真应变曲线,由此建立了最大应变量下应变速率敏感指数(m)分布图。在不同m值对应的变形参数下,对复合材料的热压缩过程进行有限元模拟,分析了热压缩样品的流变应力、应变、危险系数分布等,结合微观组织验证了以m作为评价复合材料加工参数依据的可靠性,并由此确定15%SiC/2009Al复合材料的最佳热变形参数所对应的变形温度和应变速率分别为500℃和0.01 s~(-1)。     

蠕变对焊后热处理残余应力预测精度和计算效率的影响

基于MSC. Marc软件平台,开发了考虑蠕变效应的热-弹-塑性有限元计算方法。采用该方法模拟了Q345平板接头TIG重熔焊接过程和焊后热处理过程中的应力场,并重点研究了焊后热处理过程中蠕变效应对焊接残余应力的影响,基于数值模拟结果研究了焊后热处理消除残余应力的机理。同时,采用盲孔法实测了焊接及热处理后平板接头的残余应力,并与数值模拟结果进行了对比。此外,还探讨了2种不同的蠕变模型对焊后热处理残余应力计算精度的影响,针对Q345低合金高强钢,提出了一种简易高效、适合于工程应用的蠕变模型。结果表明:数值模拟得到的残余应力与实验值吻合良好,验证了所开发的集成计算方法的有效性。热处理计算过程有必要考虑材料的蠕变效应,否则会严重高估热处理后的残余应力。采用本工作提出的简易蠕变模型,在较少损失计算精度的前提下可使计算效率提高10倍左右。     

基于扩展有限元的Q345R材料平板裂纹扩展模拟研究

Q345R钢具有良好的综合力学性能和工艺性能,是制造压力容器最常用的材料之一。裂纹是造成压力容器失效和破坏的首要原因,在压力容器的检测和维护过程中,对裂纹的产生和发展进行模拟和分析具有重要的意义。本研究针对Q345R钢使用过程中常出现的中心裂纹和单边裂纹两种典型的裂纹形式,运用扩展有限元方法,分别模拟在拉伸状态下的中心裂纹、在低周疲劳作用下的单边裂纹扩展过程;并分析裂纹扩展过程中不断变化的裂纹尖端处的应力、应变,研究裂纹在Q345R材料中的扩展规律。结果表明:在裂纹扩展变化的过程中,应力集中现象首先会在裂纹尖端处出现,裂纹面处的应力最小,裂纹面两端应力对称分布,整个应力分布趋势符合断裂力学理论,证明通过运用扩展有限元方法来对Q345R材料中的裂纹扩展过程模拟分析的可靠性。