执行欧洲标准S460NL高韧性结构管的开发

在20Mn钢的基础上,通过添加Cr、Mo、Cu、Ni、V等合金元素,采用正火处理工艺生产了S460NL钢管材料;分析了S460NL钢管的显微组织和力学性能。结果表明:该产品的金相组织为珠光体+弥散分布着细小碳化物的铁素体基体,在拉伸过程中产生位错塞积,从而使得铁素体基体内产生位错缠结与网格结构;冲击断口呈现出典型的韧窝特征。这些微观特征决定了S460NL钢管在获得高强度的同时还具有优良的耐低温冲击韧性:屈服强度∧500 MPa,抗拉强度640~680 MPa,伸长率≥22%,-50℃冲击功∧100 J,满足客户要求。     

内部爆炸加载条件下圆柱钢壳的动态断裂

在内部爆炸冲击波载荷作用下,爆炸容器的动态断裂是进行爆炸容器安全评估和失效分析的基础。为了研究爆炸容器的动态断裂特征,进行圆柱钢壳在中心装药的爆炸加载实验,采用非线性动力有限元分析程序LS-DYNA分析圆柱钢壳的弹塑性动力响应,研究圆柱钢壳的宏观变形和断口的宏观、细观形貌,分析圆柱钢壳的断裂模式及断裂机理。结果表明,圆柱钢壳纵向断口具有微孔聚集型剪切韧窝断裂特征,呈现出微孔聚集型剪切韧性断裂模式。内部爆炸冲击波加载下圆柱钢壳因径向膨胀发生动态塑性变形,产生剪切带,由于剪切带的软化效应而成为优先断裂通道,剪切带和环向拉应力的共同作用是形成微孔聚集型剪切韧窝断裂这种混合韧性断裂模式的原因。     

钛合金BT9低周疲劳变形结构的研究

在室温下对钛合金BT-9单轴拉压及多轴非比例载荷的低周疲劳试验后．利用扫描电镜及透射电镜对材料的疲劳变形结构进行观测。结果表明：在单轴加载条件下,断口的形貌为韧窝。在非比例加载条件下,断口的形貌为准解理断裂和解理断裂。随着非比例载荷程度（相位角）的增大,断口的形貌由蜂窝状韧窝向河流花样的解理断裂形貌方向发展。     

初生α相含量对TC4材料力学性能影响探讨

为探究初生α相含量及晶粒尺寸对TC4材料力学性能的影响,用Image J软件计算了不同热处理制度下的初生α相含量及晶粒尺寸,验证了抗拉强度、剪切强度、伸长率、断面收缩率和维氏硬度等力学性能,并对拉伸断口进行了微观断口分析。结果表明：初生α相含量及晶粒尺寸随着固溶温度的升高而减小,且近似呈线性关系;随着初生α相含量及晶粒尺寸减小,抗拉强度、屈服强度、剪切强度及维氏硬度均出现先增加后减小现象,伸长率和断面收缩率逐渐减小,断口形貌韧窝尺寸和深度也逐渐减小。     

关于韧性断裂特征距离的研究

根据钝裂纹顶端的应力分布以及韧性断裂的过程,定义了韧性断裂的特征距离,并由此得出了特征距离与伸张区宽度及韧窝直径的关系:当伸张区宽度不太大时,特征距离在数值上与伸张区宽度相当,而且是韧窝直径的倍数。     

0Cr16 Ni5 Mo不锈钢疲劳性能研究

通过疲劳试验对 0Cr16Ni5Mo不锈钢疲劳性能和海水中的腐蚀疲劳性能进行了研究 ,并对断口特征进行了金相及SEM分析。结果表明 :钢的σ-1 、σ-1SCC 和τ-1 分别为 5 5 0MPa、40 8MPa和 2 85MPa ,σ-1 、τ-1与σb 、σ0 .2 之间符合奥金格公式。不同条件下的疲劳断口特征各异 ,纯旋转弯曲疲劳断口属正常形貌 ,而扭转疲劳断口的扩展阶段疲劳条带不明显 ,这与受力条件复杂有关。海水介质中疲劳开裂具有表面多条裂纹源特征 ,裂纹尖端的应力集中加速裂纹扩展造成腐蚀疲劳强度降低 ,裂纹扩展至断裂符合正常疲劳断裂机理。     

X80管线钢用气体保护焊丝的研制

为了满足X80管线钢焊接时的强度、冲击韧性等性能要求,设计了以Mn-Ni-Mo-Ti-B为合金系的焊丝。确定了X80管线钢用气体保护焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体和少量粒状贝氏体的复合组织为主,同时明确了焊丝的化学成分。试验分析表明,所用焊丝熔敷金属强度、冲击韧性和硬度等均达到了要求值。焊缝熔敷金属显微组织也达到了设计目标,即获得了以针状铁素体为主,其间弥散析出少量粒状贝氏体的焊缝复合组织。同时利用扫描电镜对冲击断口形貌进行了分析,断口具有典型的韧窝。最后利用透射电镜探究了针状铁素体在夹杂物表面的形核机理。     

油套管铸造阳极防CO2腐蚀工艺实验研究

为了研究在BG110-3Cr套管外表面铸造防腐用环状锌阳极的工艺对套管基体性能及阳极材料性能的影响。采用金属材料拉伸试验法分别对电阻炉加热升温和浇铸热传导所得的2组套管拉伸试件进行机械性能测试后,通过扫描电镜观察断口微观形貌,再用ICP法和直读光谱法检测合金中熔融元素含量。实验结果表明:拉伸件模拟升温至600℃后,抗拉强度和屈服强度分别降低至913.1 MPa和799.4 MPa,断口均匀分布的等轴韧窝聚变为凹坑,屈服强度降低,但韧性增强。实测受铸造传热升温的套管拉伸件抗拉强度和屈服强度分别提高至1015.1 MPa和890.5 MPa,满足API标准要求。该成果为套管表面铸造防腐用耐温牺牲阳极合金及深井套管阴极保护领域应用提供了技术支持和理论依据。     

原位熔融接枝制备POE-g-GMA相容剂及在PA6/POE共混体系中的应用

采用原位熔融接枝法制备了接枝率为0.45%的POE-g-GMA相容剂,并熔融挤出制备了PA6/POE-g-GMA/POE共混物。同时利用DSC、XRD、TG、SEM以及微机控制万能电子试验机测试了共混物的微观结构、热性能及力学性能。结果表明,当POE-g-GMA、POE用量均为10%时,共混体系的结晶温度有所降低,分解峰温度升高,拉伸强度为58.4 MPa,简支梁缺口冲击强度为14.2 kJ/m²。相比纯PA6和PA6/POE的冲击强度分别提升了132.8%、71.1%,拉伸强度小幅降低。自制相容剂可显著降低POE在PA6基体中的分散性,降低POE分散相尺寸,共混物呈现“韧窝”态的韧性断裂特征。     

空气起动机保险轴断裂故障分析

确定了起动机保险轴的断裂性质;对保险轴的特性和承载能力进行分析.验证试验表明不平衡量为0.9 g/cm的涡轮转子无法导致保险轴断裂.最终得出保险轴断裂性质属于符合设计意图的正常断裂的结论.