晶体缺陷对 Ｘ８０管线钢氢脆行为的影响

由于氢与晶体缺陷的交互作用机理尚有待进一步研究,采用拉伸实验和氢渗透实验结合的方法研究了晶体缺陷对预充氢 Ｘ８０管线钢氢脆行为的影响。研究发现：低温回火可以使预充氢 Ｘ８０ 管线钢的氢陷阱浓度和氢脆敏感性均大幅降低,而预应变不仅可以使其氢陷阱浓度大幅升高,而且可以增加其氢脆敏感性。氢渗透实验表明预变形产生的氢陷阱主要为位错。可移动位错与氢发生交互作用是氢脆发生的前提条件,而在低温退火中,碳原子的钉扎作用将可移动位错转变为不可移动位错,因此在二次拉伸时造成新位错无法与氢发生交互作用,从而使氢脆敏感性大幅降低。Ｘ８０管线钢的氢脆行为受氢促进局域化塑性变形和氢致弱键两种机制共同影响。     

1Cr18Ni9Ti钢焊缝金属的氢脆

应用系列温度冲击试验方法,研究了1Cr18Ni9Ti钢焊缝金属的氢脆敏感性,发现氢使焊缝金属的冲击韧性降低,且随温度减低而加剧,断口表面的磁性测量及X射线衍射分析均表明:氢抑制了α′马氏体的生成。     

碳化塔阴极保护中氢脆问题的研究

采用阴极充氢恒应力拉伸试验、恒应变三点弯曲试验、吸氢量分析和氢脆系数法研究了低碳钢在磁化氨水介质中的氢脆行为,发现低碳钢在上述介质中的氢脆敏感性很小.当碳化塔在正常负荷下,阴极保护电位不超过-1600mv时,不会发生氢脆破坏.     

节镍奥氏体不锈钢Cr18Mn6Ni4N的组织及性能

为节约镍资源,研究了不同成分17.8~19.1%Cr,3.93~6.05%Mn,3.58~4.62%Ni,0.32~0.42%N节镍型奥氏体不锈钢固溶后的力学性能和耐蚀性能,以期获得可替代304不锈钢的新钢种。结果表明:Cr18.4Mn5.98Ni4.62N0.42不锈钢的力学性能和耐蚀性能与304不锈钢相当。分析了该成分不锈钢时效处理后的组织演变规律、冷变形过程中奥氏体稳定性及形变诱发马氏体相变过程。结果表明:800℃是Cr2N相析出的鼻尖温度,随着时效时间的增加,析出相首先以颗粒状形貌沿晶界析出,而后以胞状析出方式向晶内生长。冷轧压下率18.5%时尚未发现形变诱发马氏体组织,随着变形量增大,片层状ε'马氏体含量先增加后减少至消失,而板条状α'马氏体含量逐渐增多,相对磁导率增加,但其奥氏体稳定性远高于304不锈钢。可见,Cr18.4Mn5.98Ni4.62N0.42不锈钢可替代304不锈钢。     

5083铝合金在3．5％NaCl溶液中的应力腐蚀行为

通过慢应变速率拉伸(SSRT)测试、扫描电镜分析等研究了5083铝合金在空气和质量分数为3.5%的NaCl溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为.研究了预变形量、应变速率对5083铝合金SCC行为的影响.结果表明:5083铝合金具有SCC敏感性,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中发生SCC,而在空气中不发生SCC;在应变速率为1.0×10-6s-1时,其SCC敏感性比应变速率为0.33×10-5s-1时的敏感性大;同一应变速率下,预变形15%的5083铝合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的SCC敏感性比预变形10%时的大.     

交变周次对65Mn钢氢扩散的影响

用电化学渗透法研究了交变周次对６５Ｍｎ钢三种组织珠光体、球化珠光体．回火索氏体的氢扩散系数和陷阱参数的影响．结果表明，扩散系数随交变周次呈直线下降，并在一定交变周次后保持不变．测得预充氢和不预充氢的陷阱能分别为５７～７０ＫＪ／ｍｏｌ和２９～４５ＫＪ／ｍｏｌ．     

预应变亚稳态奥氏体不锈钢（S30408）深冷低周疲劳性能

为了研究冷成形和温成形对深冷容器低周疲劳性能的影响,通过液氮温度（77 K）下的拉伸试验和低周疲劳试验,分析预应变（0和0.35）和预应变温度（293 K和363 K）对亚稳态奥氏体不锈钢（S30408）深冷低周疲劳性能的影响机制. 0.35预应变使试样内部位错密度增加和产生强化相体心立方马氏体,与母材试样相比,293 K预应变试样初始循环应力幅增大,疲劳辉纹宽度减小,深冷低周疲劳寿命增加显著. 随着预应变温度由293 K升高到363 K,奥氏体相稳定性增加,马氏体相变受到抑制,初始循环应力幅减小,疲劳辉纹宽度增大,预应变对深冷低周疲劳寿命的增益作用减弱. 总体来看,0.35预应变对S30408深冷低周疲劳性能有明显增益作用,但增益程度受预应变温度的限制.     

形变对65Mn钢中氢扩散的影响

用电化学渗透法研究了拉伸形变对６５Ｍｎ钢三种组织珠光体、球化珠光体、回火索氏体的氢扩散系数和陷阱参数的影响．结果表明，扩散系数在开始形变时有一陡降，然后基本上随形变量呈直线下降，并在一定形变量（５～６％）后基本上保持不变．测得预充氢和不预充氢形变的陷阱能分别为５８～６４ＫＪ／ｍｏｌ和３０～３８ＫＪ／ｍｏｌ．     

304~#和310~#不锈钢的滑动磨损

在干燥氩气气氛中,以亚稳态的304~#奥氏体不锈钢和稳态的310~#不锈钢作为试块,以M_2工具钢作为试环,在LFW-1型环块机上进行滑动磨损实验,用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和扫描透射电镜(STEM)对磨损表面和亚表面进行了观察和分析,结合磨损表面上的显微硬度的测量结果可知,在304~#不锈钢中,形变马氏体的形成对磨屑的生成和成份有所影响,并且也要影响迁移层(Transfer layer)的性质。迁移层的硬度是同与其紧挨着的基体材料形变后的硬度有关系。这一点很重要。这同瑞格内小组过去在铜铍合金上所作工作的结果是一致的。在滑动实验的最初阶段304~#～M_2之间的摩擦系数值同310~#～M_2之间的磨擦系数值是类似的,但随着滑动摩擦实验的进行,310~#～M_2之间的摩擦系数平缓地增长,并且最后稳定在某个值。而304~#奥氏体不锈钢在滑动摩擦实验的进行中形成了α′相形变马氏体,它使304~#～M_2之间的摩擦系数有很大的起伏涨落,但摩擦系数的平均值较低。     

304L不锈钢在氯离子溶液中的应力腐蚀特性研究

通过慢应变速率拉伸实验研究了304L奥氏体不锈钢分别在常温、120℃、180℃、260℃和常压、6.4 MPa、10 MPa的交互作用下的酸性氯离子溶液中的抗应力腐蚀性能。实验结果表明,304L奥氏体不锈钢在氯离子环境下易发生应力腐蚀开裂,随着温度升高,力学性能下降,应力腐蚀敏感性增大,脆性断裂特征逐渐显现,腐蚀作用逐渐占据导致试样断裂的主导地位。但压力的变化对304L奥氏体不锈钢的应力腐蚀敏感性的影响不明显。     

O2/CO2条件下煤泥球团的燃烧特性实验研究

在水平管式炉中O2/CO2条件下对山西吕梁烟煤煤泥进行燃烧实验,研究颗粒直径及氧气体积分数对预干燥煤泥球团燃烧特性的影响.采用热电偶测量煤泥球团燃烧过程中内部温度的变化,并通过高清摄像机同步记录预干燥煤泥球团的燃烧过程.在炉温为800℃、氧气体积分数分别为10%、20%、30%、40%以及50%的条件下,对6～12 mm范围内4个不同直径的煤泥球团进行燃烧实验研究.结果表明:不同氧气体积分数下的预干燥煤泥球团呈现出不同的着火方式;煤泥球团内部达到的最高温度随着氧气体积分数的提高而提高,但与煤泥球团直径关系不大;同一粒径下,富氧燃烧条件有助于煤泥的燃尽;煤泥着火延迟时间随氧气体积分数的提高而减少.     

激光堆焊Co基合金与VC混合粉末组织和性能

为了降低激光堆焊层的裂纹敏感性,提高其耐磨性,堆焊过程采用CO₂激光器,将Co基合金与VC的混合粉末堆焊到SM400B低碳钢和SUS304不锈钢母材上,使用OM、XRD、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机对堆焊层的显微组织、硬度和耐磨性进行了研究.结果表明,Co基合金与VC混合粉末堆焊层的显微组织可分为2种类型：亚共晶组织和过共晶组织;堆焊层的耐磨性能和维氏硬度随着VC质量分数的增加而增加;相同堆焊条件下,SUS304母材的裂纹敏感性比SM400B母材的裂纹敏感性低.     

Y-PSZ/316L不锈钢复合材料的制备及性能研究

采用粉末注射成形的方法制备了Y-PSZ/316L不锈钢复合材料,研究了Y-PSZ含量对复合材料微观组织、烧结后的致密度、收缩率及硬度的影响。结果表明:当Y-PSZ体积分数为30%时,复合材料基本形成Y-PSZ基体;当Y-PSZ体积分数为25%时,复合材料基本形成不锈钢基体。随着Y-PSZ体积分数的增加,复合材料的致密度、线收缩率、硬度随之增大。在试验研究条件下,复合材料的致密度可达91.5%~95.6%。     

基于有限元计算的形状记忆合金-金属玻璃复合材料变形行为

利用有限元模拟方法,研究了拉伸-卸载预应变对形状记忆合金-金属玻璃复合材料力学行为的影响及其内在机理.结果表明:预处理应变增加,形状记忆合金-金属玻璃复合材料的屈服强度及弹性应变极限均提高,但拉伸延展性急剧下降.预应变增加导致形状记忆合金颗粒第二次加载时的变形行为由典型的马氏体相变过渡为连续的马氏体相变,甚至表现为纯马氏体相的弹性变形.这一"相变效应"的减弱甚至消失,是形状记忆合金-金属玻璃复合材料经拉伸-卸载预处理后拉伸性能退化的直接原因.     

钒微合金化异型坯S355ML的高温热塑性

对钒微合金化异型坯S355ML进行高温拉伸实验,采用激光共聚焦显微镜、热场发射环境扫描电镜等分析异型坯翼缘裂纹处组织及脆性温度区的断口形貌,研究异型坯断面收缩率、抗拉强度等高温性能及断口处组织比例与断面收缩率间的关系。结果表明:在1×10~(-3)s~(-1)应变速率下,第Ⅲ脆性区间为700～900℃,随断口处α铁素体组织比例的增加,铸坯塑性先减小后增大,850℃时断口处α铁素体体积分数为1.97%,断面收缩率为24.66%;850℃以下,断面收缩率随α铁素体组织比例的增加而增加,700℃时,α铁素体体积分数为64.51%,断面收缩率增至59.42%;根据拉伸试样的断口形貌和断面收缩率,异型坯最佳矫直温度区间为900～1 200℃。     

两相区热处理对不同初始组态钢板组织性能的影响

采用0．08C-1．2Mn-0．15Si成分钢,研究了γ＋α两相区退火＋淬火工艺对不同初始组态钢板组织及力学性能的影响．在相同热处理制度下,初始晶粒越细,马氏体体积分数越多;同一初始组态钢板,保温时间在2～30min内,随着保温时间延长,马氏体体积分数缓慢增长;经热处理后,得到铁素体＋马氏体双相钢的力学性能：抗拉强度600MPa级,加工硬化指数n值为0．17～0．22,屈强比0．50～0．60,延伸率大于20％．     

鼓泡床密相区多组分床料扩散的CPFD模拟

鼓泡床密相区颗粒的混合和扩散对炉内反应速率影响巨大,研究冷态鼓泡床密相区的混合情况,对热态锅炉研究提供参考。采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法,对158 mm (长)×158 mm (宽)×400 mm(高)的长方体模型进行模拟。主要研究不同流速下,不同质量分数的压缩木屑、稻壳的颗粒体积分数和横向扩散系数。模拟结果表明,与稻壳相比,压缩木屑颗粒体积分数更大,床层膨胀程度更小;生物质的质量分数越大,密相区颗粒体积分数越大,床层膨胀程度越小,床层整体流化不均匀性越小;扩散系数随流化风速、生物质的质量分数的增加而增大;相同质量分数下,压缩木屑的扩散系数略小于稻壳。     

极化面析氢机理与氢致开裂

利用电化学方法研究了氢渗透过程中极化面析氢的机理．试验结果表明，用ＮａＯＨ作充氢介质比用Ｈ２ＳＯ４作充氢介质所测得的氢扩散系数低是由于水化氢离子的脱水过程进行缓慢及所附加的电阻极化所致；氢渗曲线上具有一个或一个以上的异常隆峰是由于氢致开裂时不可逆陷阱密度的增加以及裂纹周围所产生的加工硬化所致．     

应变速率对304L焊接件应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸试验方法(SSRT),研究了在氯离子和充氧环境下不同应变速率对304L焊接件在模拟一回路高温高压硼锂水介质中应力腐蚀开裂的影响。结果表明:当应变速率较高时(1~4.17×10-5s-1),主要表现为材料的机械拉伸性能。当应变速率较低时(4.17×10-6~8.33×10-8s-1),主要为脆性断裂。304L焊接件的应力腐蚀敏感性随着应变速率的降低而逐步增加,当应变速率为4.17×10-7s-1时,304L焊接件的应力腐蚀敏感指数达到最大值37.4%,进一步降低应变速率为8.33×10-8s-1时,应力腐蚀敏感指数几乎不变,但是至断时间却从116.7 h增加到584 h。当应变速率为4.17×10-6s-1时,对材料的应力腐蚀敏感性区分度较高,且试验时间长短合理。大部分断口位于焊缝和热影响区,在拉伸试验过程中,焊缝和热影响区发生了巨大形变,能观察到大量滑移带,焊缝和热影响区是整个焊接件的薄弱环节。     

18-8型不锈钢微温充液拉深工艺研究

为解决大高径比(H/d)不锈钢零件冲压成形工序多，准备周期长，且易发生时效开裂的问题，基于SUS304不锈钢微温力学性能，提出微温充液拉深新工艺，并对其进行实验研究。研究发现在略高于室温的微温范围内该材料成形性能已有明显提高，而这一温度区间在充液拉深工程实践中较易实现。实验研究表明，90℃微温充液拉深可以有效地提高SUS304不锈钢的成形极限，拉深比可由普通拉深的2．0提高到3．3，并可有效避免粘模等缺陷，残余应力降低，时效开裂的倾向减小。