对16Mn桥梁钢板断口中的裂缝分析

本文介绍用扫描电镜和光学显微镜对16Mn桥梁钢板断口和断口裂缝进行直接观察,用电子探针鉴定断口中夹杂物的类型。从夹杂物形态、断口形貌和断裂机制之间的相互关系分析了裂缝形成的原因。结果表明、裂缝是由于钢板打断口时在断裂面下偏析存在的硫化物、复合硅酸盐和复合氧化物沿夹杂物/钢基交界面的剥离而形成。     

硫化物形态对16Mn钢断裂行为的影响

本文通过电镜观察了断口断裂面变形组织和位错密度,并结合示波冲击负荷-时间曲线,研究了硫化物形态对16Mn钢板断裂行为的影响。这种影响是造成断口形貌与材料韧性不一致的原因。不加稀土16Mn钢宏观断口呈木纹状,无明显断口三要素,微观形貌为沿长条状硫化物界面断裂的脆性断裂机制。加稀土16Mn钢宏观断口多呈结晶状,有明显的断口三要素,放射区结晶颗粒的微观形态属准解理断裂机制。因此单凭宏观断口形貌是不能真实地反映断裂本质,而需结合断口的微观机制、根据断口三要素中纤维区和剪切唇所占比例来判断。     

硫化物形貌对非调质钢力学性能各向异性的影响

为了明确硫化物变性处理前后材料力学性能各向异性的变化规律,利用金相显微镜、SEM、拉伸及冲击试验机研究了工业生产的具有不同硫化物形貌特征(硫化物变性与未变性处理)的35MnVS非调质钢锻态力学性能的各向异性。结果表明,经变性处理后硫化物由未经变性处理的细长条状向短棒状或纺锤状转变,硫化物长宽比在1～8范围内的个数比例由未经变性处理的不到40%提高到变性处理后的90%以上,且分布更加均匀,组织有所细化。硫化物变性处理能够明显地降低试验钢塑性和韧性的各向异性,断面收缩率和冲击功的各向异性分别减小了约10%和34%,横向断口形貌由脆性的朽木分层状向韧窝韧性断裂转变。     

硫化物形貌对非调质钢力学性能各向异性的影响

为了明确硫化物变性处理前后材料力学性能各向异性的变化规律,利用金相显微镜、SEM、拉伸及冲击试验机研究了工业生产的具有不同硫化物形貌特征(硫化物变性与未变性处理)的35MnVS非调质钢锻态力学性能的各向异性。结果表明,经变性处理后硫化物由未经变性处理的细长条状向短棒状或纺锤状转变,硫化物长宽比在1～8范围内的个数比例由未经变性处理的不到40%提高到变性处理后的90%以上,且分布更加均匀,组织有所细化。硫化物变性处理能够明显地降低试验钢塑性和韧性的各向异性,断面收缩率和冲击功的各向异性分别减小了约10%和34%,横向断口形貌由脆性的朽木分层状向韧窝韧性断裂转变。     

Q235B钢板冷弯性能和断后伸长率不合格原因分析

通过利用直读光谱仪检测化学成分,利用金相显微镜检测金相组织和夹杂物级别,利用扫描电镜和能谱仪对拉伸试样断口形貌进行分析,发现Q235B钢中P、S含量偏高,导致钢中带状组织加重,沿轧向分布的大量长条状硫化物夹杂成为裂纹源,降低了钢板的横向塑性,导致冷弯试样开裂,拉伸断口出现分层,呈木纹形貌断口,造成Q235B钢板冷弯性能和断后伸长率不合格。采取工艺措施,提高钢的纯净度,有效减少钢中的P、S含量,严格控制钢中的硫化物夹杂的数量和形态,有利于使Q235B钢板冷弯性能和断后伸长率指标合格。     

循环热处理对激光复合制造TA15合金组织及性能影响

以TA15钛合金粉末为原料,锻造TA15钛合金板料为基材,采用激光复合制造技术制备实验试样。利用光学显微镜(OM)及扫描电子显微镜(SEM)等方法观察试样显微组织及断口形貌,对试样室温拉伸性能进行测试,以探究循环热处理对激光复合制造TA15钛合金试样拉伸性能和显微组织的影响,并分析xy向及z向试样在不同热处理制度下的断裂机制。研究结果表明:激光复合制造试样包括锻造基材区、激光沉积区和热影响区3部分,在热影响区内随着逐渐向沉积区靠近,等轴状初生α相体积分数减少,β相体积分数增加;循环热处理会降低材料强度,提高材料塑性;由于不同取样方向试件β晶界受力状态不同使xy向及z向试样室温拉伸性能呈现各向异性,循环热处理会弱化抗拉强度的各向异性特征,加强塑性的各向异性特征;循环热处理使xy向试样断裂机制由半解理半韧性断裂变为完全韧性断裂。     

夹杂物与钢的断裂

钢的断裂按其性质、方式和断口形貌进行分类,有脆性断裂,韧性断裂,沿晶断裂,穿晶断裂……等。与夹杂物有关的断裂多为韧性断裂。研究韧断机理,对说明夹杂物在铜的断裂过程中的行为,解释夹杂物与产生事故的原因都具有十分重要的意义。韧性断裂机理,通常用光滑试样的静拉伸断口形貌加以鉴别。若断口呈韧窝状,即     

济钢NVB级船板应变时效敏感性试验研究

研究了不同塑性变形量的应变时效对NVB钢板的强度、塑性及低温韧性和脆性转变温度的影响，结果表明，NVB钢板的应变时效敏感性较低，经5％时效后仍具有较好的低温韧性。通过微观组织分析，不同温度下试样的金相组织以铁素体和少量珠光体为主，20℃断口形貌为韧窝状，0--40℃断口出现准解理形貌，带状组织易导致材料韧性的恶化，钙硅酸盐类非金属夹杂物对脆性转变温度有不良作用，容易加速钢板的脆化倾向。     

控轧,控冷16MnR钢板及焊接接头的断裂韧性研究

测定了控轧,控冷16MnR钢板在20～40℃下的断裂韧度J_(IC),动态断裂韧度J_(Id),止裂韧度K_(Ia)及NDT;研究了用不同焊条焊接接头的断裂韧度,热模拟后的冲击韧性及容器爆破后的断口及组织稳定性。结果表明,钢板及焊接接头在等强下都优于常规正火16MnR钢板的韧性,容器爆破塑变充份,起裂处呈塑性断口,组织稳定。     

冶炼工艺对GH2871合金力学性能的影响

研究了真空感应 电渣和非真空感应 电渣两种工艺冶炼的GH2871合金的组织与性能，前者由于真空感应冶炼过程中晶界偏聚元素Pb得到了有效挥发， 因而其中高温塑性，持久强度均不同程度高于后者；其650℃大应力（≥490MPa）持久断口和室温～800℃拉伸断口均为穿晶韧性断裂，非真空感应 电渣工艺冶炼的该合金700℃附件的低塑性区十分明显，其定温～500℃拉伸断口为穿晶韧性断裂，中高温拉伸和持久断口分别为以沿晶为主的混合型断裂和沿晶脆性断裂，随着中温形变速率的降低（拉伸、大应力持久、小种类、数量、形貌和分布有明显差异。     

钨合金低温塑性降低机理及断口分析

对旋锻正火态的９３ＷＮｉＦｅ合金进行不同温度的动态拉伸实验,拉伸速率１０ｍ／ｓ,温度为４７３￣７７Ｋ。随着温度的降低,钨合金的塑性降低,断口形貌由高温钨颗粒与基体脱粘的韧性断裂逐渐向低温钨颗粒解理脆性断裂转变。钨合金低温塑性降低的机理是温度降低时,钨颗粒的变形逐渐被抑制。提出了不同温度下钨合金变形与断裂模型。     

NVB级船板应变时效敏感性试验

研究了不同塑性变形量的应变时效对NVB钢板的强度、塑性及低温韧性和脆性转变温度的影响.结果表明,NVB钢板的应变时效敏感性较低,经5%时效后仍具有较好的低温韧性.通过微观组织分析,探讨了不同温度下的金相组织和冲击断口形貌特征.实验表明,带状组织易导致材料韧性的恶化, 钙硅酸盐类非金属夹杂物对脆性转变温度有不良作用,容易加速钢板的脆化倾向.还从位错角度对应变时效的微观机理进行了简要阐述.     

Q345B钢Z向拉伸断口形貌的分析

通过对不同炉、批次Q345B钢Z向拉伸断口形貌进行分析,研究了断口形貌与塑性夹杂物级别和Z向断面收缩率（Z）之间的关系,指出在一定的硫含量条件下,塑性夹杂物级别是决定断口形貌及Z向断面收缩率的关键.     

高压扭转制备SiC_p/Al复合材料的断裂行为

为了研究大塑性变形对颗粒增强复合材料断裂行为的影响规律,在不同高压扭转工艺(high-pressure torsion,HPT)工艺参数下制备SiC_p/Al复合材料,测量试样真应力-应变曲线和观察试样的断口形貌,并分析SiC-Al界面的EDS谱。在分析各参数下材料断口形貌和界面原子扩散的基础上,讨论颗粒增强复合材料的断裂机理。研究发现:SiC_p/Al复合材料包含韧性断裂和脆性断裂2种性质的断裂,断口韧窝的大小和数量与材料的工艺参数有关;HPT变形可以有效改善SiC颗粒与Al基体的界面连接强度,提高该类材料的断裂性质。基体内气孔和颗粒与基体间孔隙的连接是金属基复合材料的主要断裂机制。     

热处理工艺对316H不锈钢中厚板力学性能影响研究

采用扫描电镜对316H钢中厚板冲击、拉伸试样断口进行观察,结果表明,冲击不合和屈服强度较低试样断口形貌均为脆性断裂,因断口上有大量富铬钼的σ相,严重影响了钢的塑性、韧性。分析了钢板在轧制及热处理过程中可能出现σ相的环节,对钢板热轧后的冷却速率,钢板固溶过程中的加热速度、保温温度、保温时间进行了一系列调整,调整工艺后生产的316H不锈钢中板厚度方向不再析出σ相,各个位置力学性能满足要求。     

淬火温度对高碳钢组织和断裂韧度的影响

研究了不同淬火温度对高碳钢组织及断裂韧度的影响。利用紧凑拉伸试样测量其平面应变断裂韧度,扫描电镜(SEM)观察淬回火后的组织演变规律及断裂韧度试样断口形貌。结果表明:随着淬火温度的升高,淬火态组织中残余碳化物数量逐渐减少至920℃时全部消失;晶粒尺寸在淬火温度大于960℃时明显长大。600℃高温回火后,组织由残留大碳化物颗粒、回火析出碳化物及铁素体基体组成;塑性单调下降;断裂韧度在小于960℃时单调下降,大于960℃后基本不变;KIC试验断口逐渐由准解理型断裂转变为沿晶断裂。塑性变化是试验钢韧性降低的主要原因。     

退火态及马氏体态M5锆合金管轴向拉伸性能研究

M5锆合金经β相区淬火后会发生马氏体相变,为了解具有马氏体相的M5锆合金管的轴向拉伸性能并研究马氏体相对锆合金管轴向拉伸性能的影响,通过静态拉伸试验对退火态及马氏体态的M5锆合金包壳管室温轴向拉伸性能进行了研究,并采用扫描电镜对静态拉伸断口进行了观察。结果表明,马氏体态M5锆合金管比退火态M5锆合金管强度高,但塑性和韧性低;从微观断口形貌来看,两种状态的M5锆合金管轴向拉伸断口形貌均为韧窝,断裂机理均为微孔聚集型断裂,断裂类型均为韧性断裂。     

拉刀崩齿断裂分析

采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、断口形貌及能谱分析、硬度测试等方法,对金属冲击试样缺口拉床用的拉刀崩齿断裂进行分析。结果表明:拉刀材料中含有氧化物和硫化物等非金属夹杂物,降低了拉刀的韧性和冷热加工性能。由于拉床无设置过载即时停机保护装置,拉刀在切削高硬度合金钢时瞬时过载发生崩齿断裂,致使大部分刀齿断裂而报废。     

原始组织对690 MPa级海工钢亚温淬火后强韧性的影响

 为了稳定亚温淬火工艺与工业化生产,通过力学性能分析及显微组织观察,对比了正火+亚温淬火+回火、在线淬火+亚温淬火+回火、离线淬火+亚温淬火+回火3种热处理工艺对690 MPa级海洋工程用钢板组织性能的影响。结果表明,采用离线淬火+亚温淬火+回火工艺结果最理想,能够大幅度提高钢板的低温冲击性能和伸长率。同时,还能够获得较低的屈强比,断口形貌全部为韧窝,呈明显的韧性断裂,而且随着亚温保温时间的增加,强度逐渐提高,当保温时间达到30 min以后,强度及条片状铁素体基本不发生变化;采用直接淬火态+亚温淬火+回火虽然可以保证高强度低屈强比,但是冲击功表现较为离散,稳定性欠佳,断口形貌为混合型,以韧性断裂为主;采用正火态+亚温淬火+回火工艺效果最差,尤其是不能保证钢板低温韧性,断口形貌全部为解理,呈明显的脆性断裂,其中片条状铁素体形貌是决定优良低温冲击性能的关键因素。     

V5Cr5Ti合金的高温拉伸性能及其断口特征

采用真空自耗重熔法制备了V5Cr5Ti合金,测试了V5Cr5Ti合金的高温拉伸性能,分析了高温拉伸断口的宏观、微观形貌,探讨了钒合金的断裂机理。结果表明：随温度升高,V5Cr5Ti合金的强度性能下降,塑性性能先降低后升高;在700～900℃,V5Cr5Ti合金仍具有良好的强韧性综合性能;其高温断口特征表现为韧性断裂为主,韧性和脆性特征共存的现象。