SAF2906双相不锈钢σ相析出行为及对超塑性影响

对高温固溶后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1 200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,采用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。结果表明,在本实验条件下σ相的析出量随时效温度的升高先增大后减小,在约850℃达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢相比有相似之处,形核位置大部分出现在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,但有部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间达到5min时,σ相比例5%,此时伸长率可达1 000%。     

SAF2906双相不锈钢σ析出行为及对超塑性影响

对高温固溶之后的SAF2906双相不锈钢进行时效处理,固溶温度为1200℃,保温时间1h,时效温度为650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃和950℃,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)等方法观察SAF2906双相不锈钢中析出相的形态,用EDS能谱测量析出相中各化学元素的含量,通过恒温拉伸机对试样进行恒温拉伸,分析在不同实验温度下试样伸长率的变化。实验结果表明,在本实验条件下,σ相的析出量随时效温度的升高呈现先增大后减小的趋势,在850℃左右达到最大,SAF2906双相不锈钢中的σ析出相分布规律与同类型双相不锈钢有相似之处,形核位置大部分在α-铁素体内部和γ-奥氏体/α-铁素体两相之间,部分析出相出现在γ-奥氏体内部;σ相在超塑拉伸过程变形后期容易导致断裂,在变形温度为850℃与900℃时,试样伸长率分别可以达到382%和538%,当温度为950℃时,随着保温时间的延长,σ相在试样中的比例不断下降,同时试样伸长率不断上升,当保温时间长于5min,σ相比例下降到5%以下,此时伸长率可达1000%。     

Hot Workability and Microstructure Evolution of TiAl Alloy in (α2+γ) Dual-phase Field

为了利用现有的高温合金锻造设备实现TiAl合金的包套锻造,对Ti-43Al-4Nb-1Mo-0.1B合金在 (α2+γ) 两相区的热成形能力进行了研究。结果表明,当温度下降到 (α2+γ) 两相区时,合金的热成形能力明显下降,只能在1050 ℃以上温度以0.001 s-1的应变速率进行变形;当温度低于1050 ℃时,试样发生开裂;当温度升高或应变速率降低时,组织中形成更多的动态再结晶晶粒,裂纹消失。然而,当试样采用厚度为1.5 mm的不锈钢进行包套后,合金的热成形能力大大改善,可以在1050~1150 ℃以0.1 s-1的应变速率进行均匀变形,该变形条件更加有利于充分利用当前的工业锻造设备。同未包套试样相比,在相同变形条件下,包套试样中的动态再结晶晶粒较少。     

Ni76Cr19AlTi合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟机上对Ni76Cr19AlTi合金棒材进行恒温和恒速压缩变形实验，变形温度范围为80m-1150℃，应变速率范围为10^-3—10^0S^-1．结果表明，实验合金在800和850℃热压缩时变形抗力较大，容易发生开裂；而在950—1150℃温度范围内热变形由于发生动态再结晶，合金变形抗力减小，变形容易进行，不会发生开裂．研究了合金在高温塑性变形过程中流变应力的变化规律，确定了合金在950-1150℃范围内的变形激活能Q为376．84kJ／mol，应力指数n为4．15．对合金的热压缩变形真应力-真应变曲线及变形机制的分析表明，合理的变形条件为105m-1150℃及10^-1-10^0s^-1．     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

锻造温度对TC21钛合金锻板组织和力学性能的影响

研究锻造温度对TC21钛合金锻板组织和力学性能的影响。试验选用3件规格为Φ300 mm×400 mm的TC21棒料,经制坯完成后进行锻造。采用相同锻造变形量,锻造温度分别为Tβ+15℃、Tβ+30℃、Tβ+45℃,进行显微组织观察和室温拉伸试验分析。试验结果表明,TC21锻板在相变点以上变形时,随着锻造温度升高,试样短横向、长横向和纵向室温抗拉强度Rm和室温屈服强度Rp0.2升高。由于锻造温度在相变点以上,所以3块锻板的低倍呈清晰晶,且随着锻造温度的升高,清晰度增加,晶粒增大。同时,3块锻板的显微组织为网篮组织,由多个平直的束状α相互相交错排列形成,随着锻造温度升高,α相排列方向一致性增强,长条α相含量增加,α相厚度和长度增加。     

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮钢的高温塑性变形行为

采用Gleeble-2000热模拟试验机对无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,用扫描电镜和能谱仪对拉伸试样断口及断口附近的组织进行分析,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1150 ℃,第Ⅲ脆性区为800~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区。第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为M₂(C, N)析出相及Al₂O₃夹杂物引起的。试验钢的高温抗拉强度随温度升高而逐渐降低,断面收缩率在1000~1150 ℃温度范围内表现出极佳的热塑性,温度超过1150 ℃后断面收缩率逐渐下降,因此0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内断面收缩率均在73%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

2205双相不锈钢板坯高温热塑性研究

对2205双相不锈钢连铸板坯边部试样进行了高温拉伸,分析了不同温度断面收缩率的变化情况.分别观察了950、1000、1050、1100、1150℃的试样断口金相组织及形貌.结果表明,950～1150℃,随着温度的升高断面收缩率依此升高；断口金相组织由铁素体和奥氏体两相组成,奥氏体呈不规则的多边形分布；1050～1150℃,断口有很多大而深的韧窝存在,体现了在这个温度区间材料有很高的热塑性.     

热变形TA15钛合金的显微组织和室温力学性能

通过等温恒应变速率压缩实验和X射线衍射、电子背散射衍射和透射电镜,研究了β区加热后在不同的变形温度和变形速率下变形水冷后TA15钛合金的微观组织;通过室温拉伸试验,对其抗拉强度和延伸率等性能进行了测试。结果表明,在α+β两相区压缩变形时,β转变组织中α相产生球化;水冷后发生β→α'马氏体相变。合金由球化α相、片状次生α相和针状马氏体α'相组成。在β相区压缩变形水冷后,合金主要为针状马氏体α'相。在相变点之上或之下的温度区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度降低,延伸率增加;在相变点附近的温度过渡区间,随着变形温度的升高,合金的抗拉强度略有升高,延伸率降低。在相变点附近的两相区变形能获得较好的室温强塑性匹配。     

损伤容限型钛合金的等温锻造温度研究

研究了TC21钛合金在5.5×10-4s-1恒应变速率、40%变形程度条件下,等温锻造温度变化对锻件组织和性能的影响。结果表明:TC21钛合金显微组织对温度变化敏感,在两相区锻造时,显微组织由初生α相和β转变组织组成,并且随着变形温度的提高,初生等轴α相的含量逐渐减少,晶粒尺寸增大;在相变点温度锻造时得到网篮组织;在相变点以上温度锻造时得到片状组织。室温拉伸强度和断裂韧性随锻造温度的升高呈现增加趋势,室温拉伸塑性明显降低。在965℃等温锻造时,显微组织为较细的片状组织,强度、塑性和断裂韧性达到较佳匹配,获得较好的综合力学性能。965℃为较佳等温锻造温度。     

The influence of crack tip morphology on crack propagation rates in corrosive environments

It is shown that, under conditions where corrosion processes are dominant, stress corrosion and corrosion fatigue crack propagation rates are reduced by micro-branching, and blunting, of the crack tip. A quantitative analysis is presented based on transition effects observed following “step” load changes during stress corrosion tests. Although a precise numerical model is difficult to obtain, it provides an insight into some aspects of environmental crack growth behaviour.     

含裂纹曲轴动力学分析及裂纹扩展剩余寿命研究

曲轴在工作过程中不断受到重复性冲击载荷的作用,轴颈圆角处容易因为疲劳破坏而产生裂纹,但曲轴从开始出现裂纹直至断裂仍有一定的寿命。运用ADAMS和ANSYS软件对曲轴进行了刚柔耦合的动力学分析,得到各个连杆轴颈上的载荷谱。在ANSYS中将得到的载荷谱加载到曲轴连杆轴颈上,将加载完的模型导入FRANC3DV6.0软件,设置初始裂纹,进行裂纹扩展计算并运用Pairs公式进行寿命预测。结果表明,当裂纹深度达到21.21mm时,应力强度因子达到材料的断裂韧性,曲轴发生折断;含裂纹曲轴从出现裂纹到折断过程中,剩余寿命为5.91×106次。     

板坯角裂和边裂漏钢的原因分析

论述板坯漏钢的危害，分析板坯角裂和边裂漏钢的原因，提出了防止措施和应注意的问题。     

Temperature-dependent micro crack healing process

The crack healing process is studied theoretically on the basis of the extended the Thomson-Obreimoff model. The system free-energy F as a function of the crack lengthl and temperatureT is calculated using the self-consistent Einstein model. It is found that with the temperature increase, the energy barrier becomes lower and even disappears at the “healing” temperatureT=T _h. It is demonstrated that the cracklattice trapping in the Obreimoff model is controlled by the free-energy barrier height AF(T). The latter exhibits the universal power-law behavior. On the basis of the results obtained, the crack healing time is evaluated.     

裂纹尖端塑性区对304不锈钢脉冲电流止裂的影响

分别对裂纹尖端附近有塑性区和无塑性区的304不锈钢脉冲电流止裂试样进行了显微观察和纳米压痕试验。结果表明,有裂纹尖端塑性区的304不锈钢,在脉冲电流止裂后,止裂处发生了相变和再结晶,在温度场和应力场共同作用下分别形成了凝固区、细晶区和形变诱发马氏体区;而无裂纹尖端塑性区的304不锈钢,裂纹止裂处只有凝固区。纳米压痕试验表明304不锈钢的疲劳裂纹尖端处具有较大的残余应力,且残余应力随着远离裂纹尖端而迅速衰减;经过脉冲电流止裂后,裂纹尖端形变诱发马氏体的产生导致该处体积膨胀,产生相变应力,增大了裂纹止裂处周边的压应力值,这有利于抑制裂纹的二次扩展。     

含圆形埋藏裂纹金属构件的止裂应力强度因子

采用理论分析和数值模拟两种方法,对带有圆形埋藏裂纹金属构件通入强脉冲电流前后综合应力强度因子进行分析。通过具体算例,得到放电后综合应力强度因子KI比放电前应力强度因子KσI降低了70%,证明了电磁热止裂的可行性;焊接接头内圆形埋藏裂纹止裂实验,验证了数值模型及结果;数值和理论分析放电后的综合应力强度因子相差11.6%,在工程计算误差范围内,数值分析验证了理论分析的正确性。     

含全埋藏裂纹的T10钢焊接接头电磁热止裂分析

通过有限元分析方法,计算出含有圆形全埋藏裂纹的焊接接头电磁热止裂温度场分布,并通过ZL-2放电装置,对含圆形埋藏裂纹的T10钢焊接接头进行电磁热止裂试验。研究结果表明,止裂瞬间,焊接接头中埋藏裂纹裂尖处温升超过金属熔点,裂尖熔化、钝化,阻止了裂纹的进一步扩展;止裂后,在裂尖附近有白亮层组织出现。止裂前后的T10钢焊接接头力学性能测试表明,止裂后焊接接头所能承受的最大扭矩和抗扭强度提高了约17%。