高温合金IN690碳化物析出及对组织的影响

通过对IN690合金进行的固溶处理试验和压缩试验,研究了其合金晶粒组织和碳化物的变化规律以及碳化物对组织均匀性的影响。结果表明:晶粒组织随固溶温度的升高而增大,碳化物含量随温度升高而逐渐减小。当碳化物完全溶解时,晶粒会急剧长大。因而碳化物在晶界处有钉扎作用,限制晶粒的快速长大,对晶粒的均匀性有重要的影响。通过压缩实验分析了不同变形温度和变形速率对碳化物析出的规律影响。随压缩温度的升高晶内碳化物逐步溶解,并向晶界处转移。随变形速率增大,碳化物沿晶界析出增多,当变形温度为1200℃和变形速率为80s-1时,晶粒均匀性较好。     

高锰钢晶界析出物的研究

本文对高锰钢的铸件及热处理后的金相组织进行了金相、X 光、电子探针及扫描电镜的分析。实验观察到,在钢中磷含量偏高或热处理过热时,沿晶界有磷化物、碳化物和奥氏体的三元共晶体沿原始奥氏体晶界析出,导致冲击韧性的明显下降及出现典型的沿晶脆性断口。     

Mn13Mo1钢C曲线的测定

用金相法测定了Mn13Mo1钢等温转变曲线。结果表明Mn13Mo1钢的等温转变产物与普通高锰钢一样,也仅是碳化物和珠光体。但高锰钢中加入1％Mo强烈推迟珠光体转变,并且对700℃以下碳化物的析出,也有明显的抑制作用。Mn13Mo1钢的珠光体转变和碳化物析出,都是首先在晶界处发生的。珠光体是极细的;晶内析出的碳化物形态与转变温度有关。600℃以上析出的晶内碳化物为块状;600℃以下析出针状的晶内碳化物。     

34CrNi3MoV钢贝氏体的形貌及孪晶亚结构

用SEM,TEM的方法对34CrNi3MoV钢贝氏体的形核长大和亚结构进行了研究,结果表明,上贝氏体在晶界处形核,向晶内生长,在形核初期,首先形成一个贝氏体铁素体基元,随后沿不同方向析出碳化物,导致形成上下贝氏体不同的组织形貌;同时经选区衍射及标定与组织图相结合,确定在34CrNi3MoV钢的上下贝氏中存在孪晶亚结构.     

M963合金的显微组织和性能

研究了Ｍ９６３合金的组织和力学性能。结果表明,Ｍ９６３合金的高温强度较高,但塑性较低;合金的组织主要由γ基本相、细小γ’析出相、分布在枝晶间的大块γ＋γ’共晶以及富Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ的Ｍ６Ｃ和富Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ的ＭＣ碳化物组成：碳化物呈骨架状、针状分布在枝晶内和断续网状分布在晶界和枝晶闸。裂纹在碳化物周围形核并沿碳化物与基体的界面扩展。碳化物的形态严重影响合金的性能,晶界和枝晶间的碳化物膜是造成该合金塑     

Mn13Mo1钢C曲线的测定

本文用金相法测定了Mn13M01钢等温转变曲线,结果表明:Mn13Mo1钢的等温转变产物与普通高锰钢一样,也仅是碳化物和珠光体,但高锰钢中加入1％Mo强烈推迟珠光体转变,并且对700℃以下碳化物的析出,也有明显的抑制作用,Mn13Mo1钢的珠光体转变和碳化物析出,都是首先在晶界处发生的,珠光体是极细的;晶内析出的碳化物形态与转变温度有关。     

汽轮机叶片高速锤模具失效分析

本文对寿命不同的三个4Cr5W2VSi 钢制汽轮机叶片高速锤凹模进行了失效分析。其结果指出:模具寿命高低与模具的硬度有密切的关系。当模具硬度高于HRC50—51时,会产生早期脆断,寿命很短。当横具的硬度降低到HRC47—48时,模具早期脆断基本消失,使模具寿命可稳定地提高2倍。金相分析结果又指出,当热处理时沿晶界析出网状碳化物时,裂纹是沿晶扩展的,晶界上未析出网状碳化物裂纹是穿晶的,如能避免在晶界上析出网状碳化物还可进一步提高模具寿命。     

Incoloy 800H合金的晶间腐蚀

对氯碱厂材料为Ｉｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ不锈钢的ＥＤＣ裂解炉炉管腐蚀失效行为进行了分析。结果表明，铬的碳化物沿晶界析出使得晶界贫铬，导致Ｉｎｃｏｌｏｙ８００Ｈ不锈钢的腐蚀以晶问腐蚀为主，晶界被腐蚀后裂纹沿晶界扩展。     

固溶冷却方式对K325合金组织特征的影响规律

采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)和差热分析(DTA)等研究了K325合金的铸态组织、凝固行为,以及固溶处理后不同冷却方式对合金组织的影响。结果表明:K325合金铸态组织呈典型枝晶结构,枝晶间分布有条、块状富Nb和Ti的MC型碳化物,其面积分数约0.65%;合金凝固顺序为:L→L+γ→L+γ+MC→γ+MC。采用水冷冷却方式,碳化物主要分布于晶内,其数量和尺寸最小;采用空气冷却,碳化物仍主要分布于晶内,但碳化物数量和尺寸略有提高;采用随炉冷却,二次碳化物沿晶界连续析出,且数量和尺寸显著增加,同时在晶内形成八面体状的MC型碳化物。K325合金固溶处理后采用水冷冷却较为合理。     

时效态Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Sc合金的组织与疲劳性能

为了研究时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的组织与疲劳性能的影响,利用透射电子显微镜对合金的显微组织进行了观察分析,并针对不同时效状态的合金进行了低周疲劳实验.结果表明,经过150℃×6 h时效处理后,合金晶内析出相较少,晶界无析出相;经过150℃×36 h时效处理后,合金晶内析出相较为细小,并呈弥散分布,同时晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无析出带;经过150℃×48 h时效处理后,合金的析出相均已长大,且晶界无析出带发生宽化.经过150℃×36 h时效处理后的合金,表现出了较高的循环变形抗力与较长的低周疲劳寿命;不同时效状态合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次之间,以及循环应力幅与塑性应变幅之间均呈线性关系.     

Simulation of PFZ on intergranular fracture based on XFEM and CPFEM

A unit cell including the matrix, precipitation free zone(PFZ) and grain boundary was prepared, and the crystal plasticity finite element method(CPFEM) and extended finite element method(XFEM) were used to simulate the propagation of cracks at grain boundary. Simulation results show that the crystallographic orientation of PFZ has significant influence on crack propagation, which includes the crack growth direction and crack growth velocity. The fracture strain of soft orientation is larger than that of hard orientation due to the role of reducing the stress intensity at grain boundary in intergranular brittle fracture. But in intergranular ductile fracture, the fracture strain of soft orientation may be smaller than that of hard orientation due to the roles of deformation localization.     

形变热处理对含铜高纯钢时效组织的影响

借助于扫描电子显微镜(Quanta 400)和高分辨透射电镜(JEM-2010)研究了含铜高纯钢形变过程中的时效组织变化.结果表明,冷变形后呈现形变孪晶组织,在时效过程中铜的析出优先于钢板的再结晶,促进了富铜析出物在铁素体晶界处和位错线上的析出.     

中碳结构钢件的锻造成形与锻后调质一次完成的热加工新技术

本文是利用“形变诱发析出”原理通过控制热变形成形过程获得一种能在过冷分解时使碳化物呈颗粒状弥散析出的形变奥氏体状态,又通过控制冷却抑制先共析铁素体的析出,同时促进碳化物颗粒的析出,从而得到100％调质型组织,它达到了传统工艺的水平。     

乙烯裂解炉管服役前后材料组织分析

观察分析了服役前后Fe-Cr-Ni耐热钢乙烯裂解炉管横截面组织。由管外壁向内,树枝晶的垂直管外壁沿径向生长的特征逐渐减弱,直至消失。服役前组织为含过饱和碳的奥氏体和沿晶界分布的碳化物。炉管服役过程的时效与渗碳导致大量碳化物的析出,其数量、大小与形态取决于服役温度和时间。析出碳化物影响炉管的性能。     

基于破坏类型的本溪灰岩本构关系研究

根据单轴和三轴条件下本溪灰岩的压缩试验和峰后循环加载试验,总结本溪灰岩的强度、变形随围压的变化规律,研究不同围压下本溪灰岩的破坏过程和重复加载过程,分析不同应力条件下本溪灰岩破坏的方式.结果表明:本溪灰岩在应力刚过峰值且未完全进入残余强度阶段,其弹性模量与峰前相同,此阶段进行循环加载时,新的峰值应力低于卸载点应力;在残余强度阶段,残余强度不再随重复加载发生明显变化;采用比较峰值时的环向弹性应变值与环向应变值的方法来判别本溪灰岩的破坏类型是可行的;不同围压下,本溪灰岩的破坏方式有张性破坏和剪切破坏2种类型,这2种破坏方式下本构模型的控制参数是不同的.分别选取了环向应变和剪切应变作为控制参数建立了本构模型,该模型很好地描述了本溪灰岩峰后阶段的应力脆性跌落现象及应力与应变的关系.     

Adiabatic shear localization evolution for steel based on the Johnson-Cook model and gradient-dependent plasticity

Gradient-dependent plasticity is introduced into the phenomenological Johnson-Cook model to study the effects of strainhardening, strain rate sensitivity, thermal-softening, and microstructure. The microstructural effect （interactions and interplay among microstructures） due to heterogeneity of texture plays an important role in the process of development or evolution of an adiabatic shear band with a certain thickness depending on the grain diameter. The distributed plastic shear strain and deformation in the shear band are derived and depend on the critical plastic shear strain corresponding to the peak flow shear stress, the coordinate or position, the internal length parameter, and the average plastic shear strain or the flow shear stress. The critical plastic shear strain, the distributed plastic shear strain, and deformation in the shear band are numerically predicted for a kind of steel deformed at a constant shear strain rate. Beyond the peak shear stress, the local plastic shear strain in the shear band is highly nonuniform and the local plastic shear deformation in the band is highly nonlinear. Shear localization is more apparent with the increase of the average plastic shear strain. The calculated distributions of the local plastic shear strain and deformation agree with the previous numerical and experimental results.     

Mg-9Gd-3Y合金热变形行为与本构关系

为了解决Mg-9Gd-3Y合金在热塑性变形过程中的本构关系问题,对Mg-9Gd-3Y合金进行了不同变形温度（653～753K）下采用不同应变速率（0.01～10s-1）的热压缩试验,利用载荷/位移数据建立真应力/真应变曲线和本构方程.结果表明：动态再结晶在晶界处较易发生,流变曲线显示出典型的动态再结晶特征,以及应力水平与变形温度和应变速率的关系.本构方程预测出的流变应力数据与相应的试验结果较一致.     

隧道复合式衬砌防水层破坏特性的里兹法分析

为了分析公路隧道防水层渗漏水产生的原因,应用平板大挠度理论中的里兹法,对隧道复合式衬砌防水层中的防水板在混凝土基体缺陷与水压力作用下的破坏特性进行研究,建立了长方形与椭圆形混凝土缺陷下防水板中心挠度公式与板内应力 应变计算公式,采用第一强度理论推导了防水板的临界深度及临界荷载.研究结果表明,防水板最大主应力在混凝土长方形基体缺陷下出现在长边中点,在椭圆形基体缺陷下出现在中心位置,防水板的破坏与混凝土基体缺陷的具体尺寸有关.研究结果将为选择合适的防水板,设计合理的防水设计方案,研究防水板的施工新工艺提供重要的参考依据.     

316LN热变形行为及动态再结晶晶粒的演变规律

采用热压缩试验研究了316LN不锈钢在温度1250℃-900℃,应变速率0．005s^-1～0．5s^-1,变形程度50％条件下的变形行为和组织演变;分析了变形参数对应力-应变曲线的影响规律,计算获得了该钢热变形应力指数和激活能;并通过动态再结晶晶粒演变规律的研究,建立了该钢热变形动态再结晶图,以及动态再结晶晶粒演变规律模型。研究结果可为316LN不锈钢锻造过程晶粒细匀化的控制提供科学的依据。     

Mechanical and damage evolution properties of sandstone under triaxial compression

To study the mechanical and damage evolution properties of sandstone under triaxial compression,we analyzed the stress strain curve characteristics,deformation and strength properties,and failure process and characteristics of sandstone samples under different stress states.The experimental results reveal that peak strength,residual strength,elasticity modulus and deformation modulus increase linearly with confining pressure,and failure models transform from fragile failure under low confining pressure to ductility failure under high confining pressure.Macroscopic failure forms of samples under uniaxial compression were split failure parallel to the axis of samples,while macroscopic failure forms under uniaxial compression were shear failure,the shear failure angle of which decreased linearly with confining pressure.There were significant volume dilatation properties in the loading process of sandstone under different confining pressures,and we analyzed the damage evolution properties of samples based on acoustic emission damage and volumetric dilatation damage,and established damage constitutive model,realizing the real-time quantitative evaluation of samples damage state in loading process.