317L/FH40复合板在不同温度下摩擦-腐蚀耦合作用机理研究

针对在极地环境使用的特殊海水-海冰摩擦-腐蚀耦合作用环境,使用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机分别测试了新型FH40级低温钢板、抗海水腐蚀性能优异的317L不锈钢以及两种钢板焊接部位在不同条件下的往复摩擦-腐蚀耦合行为;使用金相显微镜、白光干涉仪以及扫描电子显微镜表征了钢样的显微组织形貌和磨痕形貌。结果表明：随着环境温度从20℃降低到-20℃,FH40钢及焊缝处的摩擦系数和磨损量都明显增加,而317L不锈钢变化不大;值得关注的是,在海水环境中进行摩擦测试时,可见317L不锈钢的整体损失量远远低于FH40钢及焊缝处的,证明317L不锈钢可应用于极地破冰船船体外表面。另外,使用电化学阻抗、极化技术测试了钢材耐蚀性能,以期确定低温环境对复合钢板耐蚀性的影响。结果证明复合板焊缝处在常温及低温条件下,腐蚀速率皆低于FH40低温钢,两种钢板复合仍保持良好耐蚀性。     

OCr18Ni24Mo6N奥氏体焊缝金属循环塑性变形的力学本构关系

针对OCr18Ni24Mo6N奥氏体焊缝金属开展了系列应变幅的循环加载试验,并分析了循环应力应变特性.结果表明:循环塑性变形条件下表观弹性模量随应变幅的增大呈线性降低特点;循环塑性应变显著降低屈服强度,且屈服强度随应变幅的增大呈线性降低特点;塑性变形段的真应力和真应变塑性分量满足单对数强化弹塑性本构关系,并建立了OCr18Ni24 Mo6N奥氏体焊缝金属循环应力应变本构方程.     

高强度钢板止裂性能与常规力学性能的相关性分析

统计分析了15组高强度钢板止裂温度CAT与抗拉强度Rm、韧脆转变特征温度ETT50、无塑性转变温度NDT、碳当量Ceq、韧脆转变特性参量k和板厚t的相关性规律。在此基础上建立反映其内在联系的相关性方程:(1)CAT=2.88·NDT-0.002 4·R_m·NDT+0.138·kt~2;(2)CAT=388.5·Ceq-0.21·R_m-0.006·lnkt~2。     

高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜和力学试验的方法,分析了高锰奥氏体低温钢拉伸断口开裂的原因,结果表明,Mn、S元素存在严重偏析,生成的MnS夹杂物在轧制过程中形成MnS偏析带,MnS偏析带与基体的结合力较弱,在颈缩过程中形成的三向应力作用下,拉伸断口开裂。      

03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢动态力学性能和本构关系

以准静态压缩性能作为参考,通过气枪式霍普金森压杆试验,研究了03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢在常温20℃和低温-40℃两种环境条件下的动态力学性能,并基于Johnson-Cook本构模型建立了03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢本构关系。结果表明,准静态及高应变率下,03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢的强度均随着温度的降低呈升高趋势;与准静态相比,03Cr21Ni14Mn5Mo3N不锈钢在高应变率下显示出明显的应变率硬化效应;在1 500/s~4 000/s高应变率范围内,随应变率的增加,钢板动态强度略有增加,但应变率硬化效应不明显。      

冲击能量对ESSO试验结果的影响

对90mm厚EH47船用钢板进行了不同冲击能量下的梯度温度型ESSO试验以分析冲击能量对试验结果的影响.结果表明,采用下限冲击能量测得的-10℃止裂韧性值与双重拉伸试验所测值基本一致,但根据WES:2815-2014规范确定的上限冲击能量测得的止裂韧性值明显低于前两者测得的结果,建议后续在ESSO试验中针对90mm厚钢板选用冲击能量下限值进行试验.     

Q420qE桥梁钢深缺口断裂强度特性试验研究

开展了20 mm厚Q420qE钢-80℃～+20℃下的深缺口宽板拉伸试验和标准光滑试样拉伸试验,试验结果表明:随温度的降低,光滑试样的断裂强度R_f逐步增大,断裂应变e_f基本不变,而深缺口试样的断裂强度R_n则出现明显的下降。为表征R_n与R_f、e_f及温度的相关性,提出了引入温度项的修正Neuber公式,修正后的公式计算得到的R_n值与实测值的偏差在±5%以内,这一结果表明,对于深缺口宽板拉伸试验,温度的降低可能会增大缺口引起的应力应变集中效应。      

金属材料断裂准则研究进展

介绍了金属材料断裂准则的研究进展,包括传统强度理论、现代断裂力学理论及常用断裂准则,并对各种准则的特点进行了简要分析。     

高强度厚钢板止裂韧性K_(ca)与常规力学性能的相关性分析

统计分析了28组采用TMCP工艺制造的高强度厚钢板-10℃止裂韧性K_(ca)与屈服强度R_(P0.2)、抗拉强度R_m、-40℃冲击功KV_2、-20℃和-40℃动态撕裂能DTE、零塑性转变温度T_(NDT)的相关性规律,结果表明,-10℃止裂韧性K_(ca)与心部抗拉强度R_m和侧面零塑性转变温度T_(NDT)的相关度较高,随着心部抗拉强度R_m的增高和侧面零塑性转变温度T_(NDT)的降低,-10℃止裂韧性K_(ca)增大;在此基础上建立了-10℃止裂韧性K_(ca)与心部抗拉强度R_m、侧面零塑性转变温度T_(NDT)和板厚t的相关性方程K_(ca)=13.358·R_m-90.530·T_(NDT)-7.324·t~(1.5)或K_(ca)=13.427·R_m-74.845·T_(NDT)-0.635·t~2。     

E36钢板成分对埋弧焊接头韧性的影响

针对TMCP工艺生产的3个炉批次E36钢12 mm板,开展了钢板及埋弧焊接头力学性能、系列温度冲击试验,研究了钢中C、Ni、Nb、Ti元素对钢板埋弧焊接头韧性的影响。研究结果表明,降低钢中C含量、添加少量Ni元素有利于提高埋弧焊接头低温韧性,采用Nb、Ti微合金化,有利于细化母材晶粒及抑制焊接热影响区晶粒粗化,而钢中Nb元素对焊缝微观组织及韧性有不利影响,应进行适量控制。