NiCrMoV型转子钢焊接接头组织与高周疲劳性能研究

采用应力比R=-1的拉压高周疲劳实验,研究了汽轮机焊接模拟转子试样的高周疲劳裂纹的萌生与扩展过程,并通过扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）观察与分析了疲劳断口的形貌特征和微区成分。结果表明:疲劳裂纹常在夹杂物和气孔等缺陷处萌生,进而以此为裂纹源,逐渐发生扩展,直至材料最终断裂失效。对于30Cr2Ni4MoV转子钢,夹杂物性质主要为氧化物（如CaO、SiO₂、Al₂O₃和MgO等）,因此应严格控制钢中O、Al、Si、Mg、Ca等元素的含量。     

深窄间隙焊接接头疲劳性能试验研究

通过高周疲劳试验,测定了大厚壁NiCrMoV钢深窄间隙埋弧焊焊接接头的S-N特征曲线.疲劳试验发现,疲劳试样断裂位置多发生在焊缝处,并对疲劳断口进行了SEM分析.发现疲劳裂纹源出现在材料内部,焊缝的裂纹源多萌生于焊接缺陷处,非金属夹杂是造成母材疲劳裂纹形核的原因.试验得出了该焊接接头的条件疲劳强度(N=5×107)为405 MPa,从而为结构设计工作人员提供了技术依据;严格控制焊接缺陷可改善整个接头的疲劳性能.     

硫对超高强度钢300M高周疲劳性能的影响

对高硫和低硫300M钢的显微组织和力学性能进行了系统研究,重点分析了硫含量对300M钢中夹杂物特征及高周疲劳寿命的影响机理。研究发现,硫含量的增加会大大降低300M钢的高周疲劳寿命。硫含量的增加会提高MnS夹杂物的析出温度及析出数量,提高试样次表层出现大尺寸MnS夹杂物的概率,大大降低高周疲劳裂纹萌生的难度,进而降低300M钢的高周疲劳寿命。     

16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢的疲劳性能与裂纹萌生

采用真空感应熔炼+真空自耗重熔(VIM+VAR)工艺制备16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢。测定了试验钢的疲劳极限和S-N曲线。通过观察断口,分析疲劳萌生类型和影响因素。结果表明:疲劳极限强度达到773 MPa,疲劳裂纹萌生于表面驻留滑移带、表面缺陷、近表面夹杂物和次表面夹杂物。表面驻留滑移带萌生疲劳裂纹占13%,表面缺陷萌生裂纹占33.3%,近表面夹杂物萌生占40%,次表面夹杂物萌生占13%。当疲劳裂纹萌生于内部夹杂物时,疲劳寿命随应力的增大而减小;在一定实际应力作用下,疲劳寿命随夹杂物尺寸的增大而减小。随着实际应力增加,疲劳裂纹萌生的夹杂物临界尺寸减小。     

U75V(N)淬火钢轨闪光焊接头失效分析

某线路钢轨闪光焊焊接接头处发现伤损,为找到伤损的客观原因,将接头下道后用探伤定位,采用静弯的方法将接头压断,找到接头缺陷。对接头断口采用宏观体视观察、扫描电镜观察(SEM)和能谱分析(EDS)、微观组织观察等手段对其进行了失效分析。结果表明:钢轨闪光焊焊接接头的伤损主要是由于接头熔合线处的夹杂物以及成分偏析引起的;夹杂物的存在使得接头内部出现应力集中,在钢轨运行过程中的动载荷作用下,缺陷在应力集中位置萌生并进一步扩展,最终导致接头的疲劳裂纹扩展。     

高强度桥梁钢焊接接头疲劳性能的研究

利用高频疲劳试验机对高强度桥梁钢焊接接头测定了应力比R>0条件下的应力.循环次数(S-N)曲线,并对疲劳断口进行观察.系统分析疲劳裂纹的形成、扩展以及瞬断过程.结果表明,高强度桥梁钢焊接接头在R>O条件下的疲劳极限为470 MPa,稍低于焊接接头的屈服强度,应力幅σ与循环次数,N的关系为lgN=36.9-13.743 81gσ;在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低加载应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌为疲劳辉纹和微坑,在微坑中可以观察到第二相粒子,局部区域可以观察到二次裂纹;瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征.     

哈氏合金薄板激光填丝焊接接头高周疲劳性能

为了评价激光薄板填丝焊接接头的高周疲劳性能,利用升降试验法评价了指定2×10~6周次寿命的0.7 mm厚激光填丝焊接接头样件高周疲劳强度,借助扫描电子显微镜分析了断口及断裂位置。结果显示,激光填丝焊接接头的高周疲劳强度为396.6 MPa,断口形貌显示近无夹杂物,裂纹源区呈解理特征,裂纹主要为沿晶扩展,在裂纹扩展区呈现典型的疲劳条纹特征,且条纹间距随裂纹扩展长度的延长而加宽,瞬断区主要呈现与拉伸断口一致的韧窝形貌。观察断口截貌可知,裂纹主要在焊缝上表面焊趾附近萌生,并沿板厚方向扩展,在沿焊接方向扩展过程中会跨越熔合线,在焊缝区内和相邻母材区内扩展。     

气孔对铝合金焊接接头超长疲劳寿命的影响

采用超声疲劳试验方法对铝合金5052-H32焊接接头进行疲劳试验,研究其在超长寿命区间(107~109周次)的疲劳强度及失效机理.结果表明,相同疲劳寿命下焊接接头疲劳强度较母材下降了73.3%,在超高周疲劳区间仍然会发生疲劳破坏;断口观察发现焊接缺陷(气孔)是诱发疲劳裂纹萌生的主要原因.为揭示焊接缺陷对焊接接头疲劳裂纹萌生及扩展的影响,采用有限元技术分析了气孔对应力集中系数和裂纹尖端应力强度因子的影响.最后讨论了焊接缺陷对疲劳寿命的影响机制及裂纹扩展特性.     

转向架用SMA490BW钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳试验方法对SMA490BW钢焊接接头的超高周疲劳性能进行研究,通过X射线应力仪对焊接试样残余应力进行测试,采用扫描电镜对疲劳裂纹的萌生、扩展及疲劳断裂机理进行观察和分析. 结果表明,SMA490BW钢母材的疲劳性能远高于焊接接头,在1 × 108循环周次条件下,接头的疲劳强度为141 MPa,仅为母材的44.2%. 接头裂纹主要萌生于焊趾表面缺陷处,疲劳断裂机理表现为准解理断裂, 并伴有塑性变形痕迹. 焊趾处几何不连续造成的应力集中和焊缝及其附近区域一定的残余拉应力,以及接头各微区组织和性能的不均匀性,是导致焊接接头疲劳性能偏低的主要原因.     

B780CF高强钢板焊接接头的疲劳性能分析

采用升降法在拉压载荷的作用下,对B780CF高强钢板原始态(调质态)、退火态(调质后退火)以及焊接接头退火态(调质板焊接后退火)的疲劳性能进行测试,得出应力比为-1条件下的B780CF原始态、退火态以及焊接接头退火态的疲劳极限分别为400 MPa,415 MPa和360 MPa。经历焊接热循环和消应力退火之后,B780CF焊接接头的冲击韧性急剧下降,热影响区粗晶区晶粒粗化,细晶区与母材之间的过渡区软化,并沿晶界析出托氏体;经扫描电镜的观察显示,高强钢板及其焊接接头的疲劳裂纹可萌生于疲劳试样的表面,也可萌生于疲劳试样内部的夹杂物和组织异常区域。     

纳米析出高强度钢的高温性能研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。     

高能微弧合金化制备Fe3Al微晶涂层及其高温氧化性能

通过控制输出功率、沉积时间、频率等工艺参数,采用高能微弧合金化技术制备出与基体形成冶金结合的 Fe₃Al涂层。研究了涂层的显微组织和高温氧化性能。结果表明Fe₃Al涂层在900 ℃和1000 ℃空气中氧化时,虽然氧化增重都比电极材料大,但是晶粒细化后的涂层,显著提高氧化膜与基体间的粘附性,氧化膜的剥落得到明显抑制,尤其是在1000 ℃时更为明显。     

高温硫腐蚀与防护

结合作者的研究结果和工作实践，综合评述了高温下硫化引起的腐蚀（包括高温硫化，高温混合气氛下的硫化－氧化的热腐蚀）指出了腐蚀的特点和规律，影响因素，腐蚀形貌及其危害，提出防止或减轻高温硫腐蚀的措施和建议。     

VALENCE ELECTRON STRUCTURE OF HIGH PROPERTY HIGH SPEED RESISTANCE STEEL AND ITS COMPOSITION DESIGN

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｍａｉｎｐｒｏｐｅｒｔｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｔｏｈｉｇｈｓｐｅｅｄｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（ＨＳＩＲ）ｓｔｅｅｌｉｓｂｏｔｈｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｈｉｇｈｔｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｔｈｅａｃｔｕａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｄｖａｎｃｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅ：σｂ１６００ＭＰａ,σｓ１３００ＭＰａ,δ５８％,ＡＫＶ（ａｔ４０℃,ｃｒｏｓｓｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）１４Ｊ．Ｉｎ…     

预应力衬里技术在高温高压釜中的应用

预应力衬里在２．０ＭＰａ,温度１６０℃,１０．３％Ｈ２ＳＯ４的苛刻条件下,经过几年使用,情况良好,介绍了预应力衬里对砖板的技术技术,砌用胶泥的性能,衬里完工后的热处理程序及预应力衬里技术的特点。     

材料制备新技术——自蔓延高温合成

自蔓延高温合成广泛用于制备难熔高温材料及其他先进材料 ,本文简要介绍了自蔓延高温合成的理论基础及技术应用。     

国外先进公司工程机械用高强钢发展现状

概述了国外先进钢铁公司JFE、新日铁住金、SSAB、蒂森克虏伯和安赛乐米塔尔开发的典型工程机械用高强结构钢和耐磨钢的性能和特点。指出了国内工程机械用钢产品与国外存在的差距以及未来发展中存在的问题。     

高温微生物腐蚀研究

对磨溪气田Ｍ６０,Ｍ７０两油井污水中硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）的研究,发现在磨溪气田存在高温细菌腐蚀。实验结果表明,液体中的Ｍ６０,Ｍ７０ＳＲＢ均只能在６０℃以下的温度中存活生长,而附着在试片上的Ｍ６０和Ｍ７０ＳＲＢ则可以在７０℃以下的温度下生存,说明粘附于试 的人有更强的耐高温性能,Ｍ７０ ＳＲＢ生物 活性和耐高温性比Ｍ６０的ＳＲＢ高,且Ｍ７０的ＳＲＢ对Ｎ８０钢的腐蚀影响也大于Ｍ６０。     

Ti-Al系金属间化合物的抗高温氧化技术

概述了Ｔｉ－Ａｌ系金属间化合物的高温氧化机理及高温氧化技术并对各种技术进行了评价,指出了改善Ｔｉ－Ａｌ系金属间化合物抗高温氧化各种方法的成功及不足之处。     

弯管的高温工作应力测量

利用自制焊接式应变计测量了实际弯管的工作应力,该应变计工作稳定可靠,检测结果为设备安全性评估提供了重要依据。