16MnR钢在不同条件下的疲劳裂纹扩展规律

采用压力容器用16MnR热轧钢不同缺口尺寸、不同厚度的紧凑拉伸 (CT)试样, 进行了不同温度、不同应力比条件的一系列疲劳裂纹扩展实验, 得到了相应实验条件下的疲劳裂纹扩展速率. 讨论了高温环境、缺口半径、应力比及试样厚度对疲劳裂纹扩展行为的影响规律. 结果表明: 16MnR钢在环境温度为150和300 ℃时的疲劳裂纹扩展速率比25和425 ℃时低, 300℃时疲劳裂纹扩展速率最低, 300℃以上时随温度的升高裂纹扩展速率增大; 缺口半径的大小对初期疲劳裂纹扩展有较大的影响; 应力比对16MnR钢的疲劳裂纹扩展行为没有影响; 疲劳裂纹扩展速率随试样厚度的增大而增大.     

加载速度对TiAl基合金缺口弯曲断裂机制的影响

主要就加载速度对TiAl基合金2种组织缺口弯曲断裂机制的影响进行了详细研究.研究结果表明:在缺口弯曲试验中,裂纹沿着局限于缺口根部中心线上的高应力区起裂并扩展;全层组织断裂韧性随加载速度的变快而增加,而双态组织断裂韧性随加载速率的增大几乎没有变化,这主要是由于在不同加载速度下全层组织在加载速度快和慢时的断裂过程不同,双态组织则是相同的;全层组织试样具有较差的拉伸性能,但是具有较高的断裂韧性,这是由于2种试验时的断裂机制不同.在拉伸试验时大层团晶粒引起严重的损伤和低的强度;然而在3PB试验中大层团形成更大的分叉裂纹以及形成穿过主裂纹扩展的更大阻碍物.     

热处理工艺对16MnR钢脆性转变温度的影响

对16MnR钢热轧板进行了不同的热处理。用系列冲击试验（能量）法，结合冲击断口形貌变化确定了脆性转变温度。光镜（0M）和扫描电镜（SEM）显微组织观察表明，脆性转变温度与热处理及其引起的组织变化密切相关；并且脆性转变温度按下列热处理态顺序降低：热轧态、正火、淬火后高温回火．     

热处理工艺对16MnR钢脆性转变温度的影响

对16MnR钢热轧板进行了不同的热处理。用系列冲击试验(能量)法,结合冲击断口形貌变化确定了脆性转变温度。光镜(OM)和扫描电镜(SEM)显微组织观察表明,脆性转变温度与热处理及其引起的组织变化密切相关;并且脆性转变温度按下列热处理态顺序降低:热轧态、正火、淬火后高温回火。     

16MnR钢在含H2S介质中的慢应变速率腐蚀试验研究

通过慢应变速率法(SSRT)应力腐蚀试验,研究了16MnR钢的H2S应力腐蚀敏感性,修正了计算应力腐蚀敏感性指数的方程.结果表明,水溶液中pH值对16MnR钢的应力腐蚀影响较大,16MnR钢的应力腐蚀敏感性H2S浓度应该根据pH值确定.     

加载速率对结构钢力学性能和断裂韧度的影响

在常温下进行了常用建筑结构钢(16Mn和Q235B钢)动态拉伸和动态断裂韧度试验。试验结果表明，材料在动载下无论是屈服强度还是抗拉强度均有一定的提高，塑性有了一定的降低；由于缺口尖端区域温度的升高，常温下动载对于16Mn钢母材和焊缝的断裂韧度是有利的；Q235B钢常温下，焊缝的断裂韧度值较低，且动载对母材的断裂韧度影响较大，和静载相比动载下断裂韧度值降低了4倍有余，可以看出，Q235B钢的抗震性能较差。通过研究发现，对于低韧度水平的材料，研究动载下结构的断裂行为时．材料的强度也应该作为一个考虑因素。     

预应变对16MnR钢断裂韧性的影响SCIEI

本文实验发现预应变对16MnR钢的断裂韧性具有显著的影响,断裂过程中裂尖区域材料的组织结构发生了变化,裂纹在二次珠光体组织上扩展。16MnR钢断裂韧性的大小取决于碳原子的扩散及二次珠光体组织生成的难易程度。     

热处理次数对16MnR钢焊接接头强度和微观组织的影响

对16MnR钢焊接接头进行多次热处理,研究热处理次数对接头强度和微观组织的影响。结果表明,热处理次数对接头抗拉强度影响不大。16MnR钢焊接接头焊缝金属在经过两次以上热处理之后,母材微观组织基本没变,依然是铁素体+带状珠光体。焊缝金属、热影响区中的微观组织基本没有变化,但热影响区组织晶粒略有长大趋势。     

镁合金对16MnR钢液的脱氧作用

用镁合金脱氧剂在内衬为MgO质坩锅的真空感应炉中对16MnR钢液的脱氧行为进行研究;选取FeAl、AlMg、SiCa和SiCaMg合金,对比考察脱氧后钢水的总氧和硫含量以及脱氧后夹杂物的变化。研究结果表明:镁合金在对钢水脱氧的同时具有较强的脱硫能力;残余在钢中的镁含量为0.000 7%～0.005 0%时,微量镁对钢材的强度没有明显的影响,但钢材塑性明显提高;钢水脱氧后夹杂物大多转化为复合夹杂物,其中Al2O3夹杂物主要转变为MgO.Al2O3等,FeS和MnS等硫化物夹杂转变成MnS、CaS和MgS等复合硫化物夹杂。     

加载速率对高强钢40Cr和30CrMnSiNi2A Ⅰ型动态断裂韧性的影响

采用实验-数值方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢三点弯曲试样在不同加载速率的冲击载荷作用下进行了动态断裂韧性的测试,并对其率相关性进行研究.实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得.结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程并由实测的起裂时间确定材料动态断裂韧性.结果表明,在本工作加载速率范围内(106 MPa·m1/2/s),40Cr钢为解理型断裂,其动态断裂韧性随加载速率增加的变化趋势不明显;而30CrMnSiNi2A钢则在较大程度上表现为延性断裂的特征,其动态断裂韧性随加载速率的增加呈明显上升趋势.并对上述结果进行了宏观和微观机理分析.     

加载速率对20g钢高温断裂韧性的影响

对20g钢高温断裂韧性随加载速率的变化规律进行了实验研究.在400℃和500℃下,分别测量了几种加载速率下20g钢的Ji值.实验结果表明:Ji值随应变速率的增大而有较大幅度的降低;在同一应变速率下,400℃时的Ji值小于500℃时的Ji值;400℃时裂纹扩展比500℃时更快.因此,当温度在400℃附近时更应注意避免超载.     

两种高强钢在高加载速率下的Ⅱ型动态断裂韧性

采用实验-数值相结合的方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢剪切试样在冲击载荷作用下的Ⅱ型动态断裂韧性进行了测试．实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得．结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程,并由实测的起裂时间确定两种钢的动态断裂韧性．结果表明,在现有加载率范围 (2×106-7×106MPa．m1／2／s)内,两种高强钢试样几乎全部由绝热剪切模式引发断裂,其动态断裂韧性均随加载速率的增加而呈现上升趋势,且在相同加载速率下后者的动态断裂韧性大于前者的动态断裂韧性．并对韧带尺寸对试样断裂韧性的影响进行了研究．     

EFFECT OF LOADING RATE AND TEMPERATURE ON DUCTILE-BRITTLE TRANSITION OF A CARBON STEEL

The dynamic fracture toughness of a mild steel has been studied at different loading rates andtemperatures.The material exhibits a transition from tough to brittle fracture with the chang-ing loading rate alone.Analysis of the fracture process by the theory of thermal activationsuggests that the fracture activation energy approximates to the bond energy of the{100}of aunit cell.The toughness can be resolved into two parts,J-(fd)=J_a+J_l,where J_a is the athermalpart,being independent on temperature and loading rate,whileJ_l=(K/K_o)~(1/n)exp(Q_f/nkT),which controls the fracture process is temperature and load-ing rate dependent.The transition of fracture mechanism caused by both temperature andloading rate is associated with the thermal movement of atoms.     

加载速率及温度对碳素钢脆性转化的影响SCIEI

本文研究一种经正火处理的碳素钢在不同加载速率以及不同试验温度下的动态断裂韧性。发现材料存在一个由加载速率决定的韧脆转化。用热激活概念分析断裂过程:J_(Id)=J_a+J_t,J_a是非热激活部分,与温度和速度无关;而热激活部分J_t=(K/K_0)~nexp(Q_f/(nkT)),控制着断裂过程的温度和速度敏感性。加载速率引起的脆性转化和改变温度引起的脆性转化有相同机制,它们与原子的热运动过程有关。脆性转化的本质是J_t在降低温度以及增加形变速率的过程中不断减小,导致材料由韧向脆转变。     

16MnR钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀开裂敏感性研究

采用慢应变速率拉伸腐蚀试验（SSRT）,研究了16MnR钢在湿硫化氢环境中的应力腐蚀开裂敏感性.在环境因素中,主要考虑了H2S浓度、CI-浓度、温度和pH值等介质参数单独或交互作用对应力腐蚀敏感性的影响.实验采用均匀设计方法,介质参数在各自取值范围内组合成8组实验介质.应力腐蚀敏感性指数F(A)的逐步回归结果显示:H2S浓度对16MnR钢应力腐蚀敏感性指数F(A)影响最为显著;随着H2S浓度的升高,应力腐蚀敏感性指数增大;pH值对F(A)的影响也较显著,CI-浓度与F(A)之间没有显著的相关性,温度和H2S浓度对F(A)产生交互作用.     

厚度与分层耦合效应对X60管线钢断裂韧性的影响

通过对厚度分别为3,6,9,12和15mm的CT试样的断裂韧性实验和微观断口分析,研究了X60高韧性管线钢的断裂韧性和裂纹扩展阻力曲线的厚度与分层裂纹耦合效应,结果表明,分层裂纹与厚度方向的离面应力存在约束互相作用,厚度增加,分层开裂加剧,局部有效厚度并未增加,导致断裂过程中裂纹端部的一三维应力约束总是近平面应力的低约束状态,表观断裂韧性不随厚度变化,在有分层裂纹出现时,无法靠增加试样厚度获得材料的平面应变断裂韧性,由于分层与厚度的耦合作用与裂纹扩展方向与厚度方向的相对方位密切相关,应用穿透裂纹的表观断裂韧性数据进行管道结构的安全评定并不完全可靠,研究还表明,塑 性区修正的有效应力强度因子与弹塑性J积分参量在失稳扩展前保持良好的等效性。