螺旋压缩弹簧应力松弛性能的动态试验研究

采用新研制的螺旋压缩弹簧应力松弛测试装置,实现了弹簧应力松弛的连续、带温测量及自动记录数据与显示松弛曲线,得到了60Si2Mn钢螺旋压缩弹簧在80～200 ℃内的松弛动力学方程,并由此推算出某一温度和时间条件下的应力松弛指标,为螺旋压缩弹簧的寿命评判提供了可靠的试验依据.     

螺旋压缩弹簧的加速贮存行为研究

为评价T9A螺旋压缩弹簧的室温松弛特性,利用小吨位电子式万能材料试验机,对其在不同温度条件下进行高温压缩加速试验,研究弹簧的应力松弛行为。基于粘弹性体模型,揭示应力松弛过程中弹性应变向塑性应变的转化特性与塑性应变随松弛时间的变化规律。结果表明:螺旋压缩弹簧的应力松弛行为与标准的金属相似,均分为2个阶段;温度对第二阶段的松弛速率具有显著影响。基于应力松弛过程的热激活特性,建立T9A螺旋压缩弹簧的贮存寿命预测方程,并对弹簧的室温贮存寿命进行合理预测:在保持126 N的压缩载荷条件下,弹簧在25 ℃室温下,满足载荷损失率（?P/P）小于12%的贮存20 a的寿命要求。     

等轴组织BT14合金应力松弛行为及机制

研究了等轴组织BT14合金在200、400和600℃下应力松弛行为,并通过应力松弛过程中微观组织的变化研究应力松弛的微观机理.研究表明,200℃应力松驰变形中,有位错运动启动;400℃发现位错滑移带,这时应力松弛的微观机理均为位错滑移导致的微区塑性变形;600℃应力松驰变形中,发现亚晶界和位错网,其松弛机理为回复蠕变.     

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管破裂的原因

某公司输气管项目使用的0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管,采用焊接方式连接,焊接工艺为手工电弧焊,钢管内输送介质为含硫化氢等腐蚀介质的富氨液,管内介质压力0.5MPa,介质温度35~45℃,运行半年后停产半年,复产时即在钢管焊接接头附近发现横向裂纹。通过宏观低倍、微观金相、化学成分分析以及扫描电镜分析等一系列方法,对该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢裂纹形成原因进行分析。结果表明:该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管的破裂原因为连多硫酸应力腐蚀破裂,通过向该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管内吹扫氩气,密封两端口,可避免连多硫酸应力腐蚀破裂。焊接时降低焊接电流,加快焊接速率,减小焊接热影响区的范围,也可降低连多硫酸应力腐蚀破裂的可能性。     

65Mn 弹簧的贮存寿命预测

弹簧的应力松弛研究对弹簧的可靠应用具有重要意义,依据温度对弹簧的应力松弛影响比较明显的基本原理,本文采用温度加速试验方法,对65Mn螺旋弹簧的贮存寿命进行了试验研究.设计并制作了适用于螺旋压缩弹簧的应力松弛试验装置.在此基础上,讨论了试验温度、试验时间对弹簧应力松弛的影响,并分别以弹簧应力下降2%、3%和5%为失效指标,根据阿伦尼乌斯寿命预测方程推出的寿命与温度关系,评价了65Mn弹簧的贮存寿命.     

00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢热加工性能的试验研究

采用热压缩和热拉伸试验方法,对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的高温变形抗力、高温塑性以及在高温变形时的奥氏体相的数量进行了研究。试验结果表明,00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的高温变形抗力和高温塑性较0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢低,在1100～1250℃变形时,钢中奥氏体相的数量可以控制在适合热加工的范围,使钢具有较好的热加工性能。     

1Cr18Ni9Ti的流变浆料制备和直接轧制试验

利用自行设计装置进行1Cr18Ni9Ti不锈钢的半固态流变浆料制备和半固态流变浆料的直接轧制试验。结果表明：在本试验条件下制备的1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态流变组织中先结晶的奥氏体呈近球状，尺寸在100－200μm，半固态流变浆料的固相率为50%-60%；该流变浆料具有较好的流动性，在半固态直接轧制成形过程中会产生液相偏析和一定程度的固相颗粒塑性变形。     

固溶制度对0Cr18Ni10Ti晶间腐蚀的影响

依据GB 4334—2008中的不锈钢10%草酸侵蚀试验方法,研究了固溶制度对奥氏体不锈钢0Cr18Ni10Ti晶间腐蚀的影响。研究表明:0Cr18Ni10Ti的抗腐蚀性能随固溶温度的升高而降低,晶间腐蚀随保温时间的延长有加重的趋势。固溶温度在1 010~1 050℃时,0Cr18Ni10Ti晶粒细小,晶界上无明显的碳化物析出,晶界无腐蚀沟,耐晶间腐蚀性能好,同时可以获得良好的力学性能。     

两种奥氏体不锈钢TIG焊接头力学性能及组织对比研究

针对3种厚度规格,开展了两种奥氏体不锈钢TIG焊接头力学性能及组织对比研究。两种不锈钢焊缝均成形良好,无目视可见缺陷。拉伸试验表明,两种材料接头均断于母材,0Cr18Ni9不仅接头的抗拉强度、硬度高于1Cr18Ni9Ti,并且硬度分布更均匀。1Cr18Ni9Ti接头组织中包含粗大的铁素体和奥氏体,而0Cr18Ni9接头组织中则有均匀细小的蠕虫状铁素体,因此力学性能较1Cr18Ni9Ti更为优异。     

00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺

为了研究00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺,使用Gleeble-3800热模拟试验机模拟00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为800、850、900、950 ℃,变形量为40%、50%、60%,应变速率为50 s^-1条件下的热压缩变形行为,并对其进行1080、1120、1160 ℃的固溶热处理,观察固溶热处理前后的组织形貌。结果表明:在800~950 ℃热压缩温度下,随变形量增大,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越细小;经固溶处理1 h后,静态再结晶就越充分。在40%~60%变形量下,随热压缩温度升高,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越大。热压缩变形试验钢随固溶处理温度升高,再结晶平均晶粒尺寸越大。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧最佳轧制温度为800 ℃,压缩变形量为60%,固溶温度为1080 ℃。     

1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢冷变形与再结晶组织及性能

研究了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢加工硬化时组织的演变过程及其对性能的影响。结果表明，冷变形可提高钢的各种强度性能指标，尤其大大改善疲劳性能。经60％变形后，钢的疲劳强度提高了65％左右。随着加热保温时再结晶过程的进行，钢的强度下降而塑性逐步恢复。     

Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的热轧工艺

运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为1000～1200 ℃,变形量为50%、60%、70%,应变速率为0.05 s^-1条件下的热压缩变形行为,并观察分析变形后试样组织形貌和经1080 ℃固溶热处理后试样的组织形貌。观察试样固溶热处理前后的组织形貌得到在1000~1150 ℃下进行热压缩变形,随着变形量的增加,动态再结晶越完全;经过固溶热处理后,静态再结晶就越充分。但在1200 ℃时,温度过高,再结晶已完成并且晶粒发生长大。在变形量分别为50%、60%和70%时,随着变形温度的升高,再结晶越完全,经固溶热处理后,再结晶更完全。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢热轧最佳轧制温度为1100 ℃,压缩变形量为70%。     

Crl5Mn9Cu2NilN奥氏体不锈钢的热变形本构特性

利用热/力模拟试验机对Crl5Mn9Cu2NilN奥氏体不锈钢进行热压缩试验,在变形温度为950℃～1200℃,应变速率为0.01s-1～2.5s-1,得到其流变应力变变曲线.以经典的双曲正弦形式的模型为基础,采用线性同归分析方法建立了这种钢的热变形本构方程,其中热变形激活能为488.16kJ/mol.与Ni-Cr奥氏体不锈钢相比,由于这种钢具有较高Mn含量,热变形激活能相埘较高.通过压缩试样热变形后的显微组织观察发现,这种钢在温度为1000℃变形时,冉结晶开始发生,1100℃以上时,可获得完全再结晶组织.     

改善焊接圆管抗应力腐蚀性能的水冷法研究

采用数值模拟和残余应力实测方法,研究水冷法改善１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ奥氏体不锈钢管和２０钢圆管的多层对焊残余应力分布的有效性,结果表明水冷法可效调整圆管的焊接残余应力分布,使圆管内表面的焊接缝附近区域获得双向压缩残余应力,应力腐蚀敏感性实验结果表明,水冷法可显著提高焊接圆管的抗应力腐蚀性能。     

奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗氧化特性

为进一步提高奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的高温使用性能,对该钢进行了热浸镀铝处理和抗高温氧化性能的试验.试验结果表明:经热浸镀铝处理后,奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的抗高温氧化性能明显得到改善,其热浸镀铝层的抗高温氧化行为符合抛物线规律.1 000℃抗氧化试验表明:在高温氧化过程中,表层Al2O3氧化膜及扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相起到抗氧化作用.     

Study on wear resistant cast B-containing 1Cr18Ni9Ti stainless steel

The developed 1Cr18Ni9Ti austenitic stainless steel containing 1.63 wt.%B have been characterized by X-ray diffraction (XRD), electron probe microanalyzer (EPMA), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Vickers microhardness measurement. The microstructural evolution and property of high boron stainless steel after solution treatment at the temperature of 1050℃ are also investigated. The results show that the main compositions of borides are Fe, Cr and B, and with small amount of Ni, Mn and C elements. Silicon is insoluble in the borides. The hardness of borides is over 1,500 HV. It has been found that borides do not decompose during solution treatment, but part of borides dissolves into the matrix. The effect of increasing the solubility of boron element in the austenitic matrix favours the hardness enhancement by 8.54%. High boron stainless steel has excellent wear resistance in corrosive environment. Lifetime of transfer pipe made of high boron-containing stainless steel is 1.5-1.8 times longer than that of boron-free 1Cr18Ni9Ti stainless steel.     

Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的高温塑性变形行为

为了研究Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的高温力学性能,利用Gleeble-3500热模拟机对Y12Cr18Ni9Cu钢进行了不同温度的高温拉伸试验,并对断口形貌、抗拉强度以及断面收缩率进行了分析。结果表明,随着温度升高试验钢的高温抗拉强度逐渐降低,断面收缩率逐渐增加。试验钢的低温脆性区为800～900℃,未出现高温脆性区。低温脆性区的出现是由于材料在热变形过程中没有发生动态再结晶,并且由于硫化物与基体所能承受的变形能力不同,裂纹在硫化物与基体界面产生,最终导致脆性断裂。在1150～1250℃温度范围内,试验钢发生了动态再结晶并表现出良好的高温热塑性,Y12Cr18Ni9Cu奥氏体易切削钢的热加工温度应选择在1150～1250℃之间。     

热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响

采用热模拟压缩及中试热轧的试验方法,研究了热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响。结果表明:热压缩变形时,试验钢再结晶程度随变形温度、变形量的升高以及变形后保温时间的延长逐渐增大;变形温度越高、变形量越大,发生再结晶所需的保温时间越短;保温时间越长,再结晶晶粒长大越明显;轧制变形时,热轧板1/4厚度处更容易发生再结晶,随着轧制温度和变形量的升高,1050 ℃轧制变形25%时可在全厚度获得完全再结晶组织。     

超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝成形分析

将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 kJ/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成"梨形"焊道裂纹,并且单道焊接时熔化焊丝在超窄间隙内的填充高度可达11.5 mm.在其它焊接参数确定的情况下,随着电弧电压的增加,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊缝依次呈"凸焊缝"、"凹焊缝"及"电弧攀升"的成形规律.适合于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的电弧电压与焊接电流匹配范围分别约为26~32 V和200~320 A.