输电铁塔用大规格角钢低温性能研究

为低温地区选择合适的输电铁塔用大规格角钢,防止铁塔因构件发生低温脆性断裂而引起破坏。通过室温和低温条件下的拉伸和冲击试验,研究了输电铁塔用Q345B、Q420B的大角钢的强度、塑性和韧度。结果表明,从-40℃到室温,大角钢具有良好的低温强度性能和低温塑性,随温度的降低材料的冲击韧度和断裂韧度逐渐变差,试验Q345B、Q420B韧脆转变温度分别约为-22和-20℃,工程条件启裂CTOD值在0℃时分别为0.352和0.271mm,在0℃以上均发生韧性断裂。     

低成本Q345钢高强度厚板的开发

采用TMCP工艺制备了厚度为85 mm的Q345高强度钢板,通过拉伸和冲击试验、组织及断口形貌观察等对其组织和性能进行了分析。结果表明:制备的Q345钢厚板的表面组织为多边形铁素体+大量贝氏体的混合组织,其余部位均为铁素体+珠光体组织,屈服强度达到320 MPa以上,伸长率在29%以上,冲击韧性良好;该钢不添加微合金元素,轧后不进行热处理,降低了生产成本,实现了强韧性的良好匹配。     

输电铁塔主材角钢的低温拉伸和冲击试验

低温会影响输电铁塔钢材的力学性能,容易导致塔材的脆性断裂事故,危及铁塔乃至整个电力系统的安全。笔者针对Q345B和Q420C高强度钢材角钢及其焊接接头,通过低温拉伸试验和夏比冲击试验,研究了不同材质、不同厚度角钢及其焊接接头的低温力学性能。结果发现,Q345B角钢和焊接接头、Q420C角钢和焊接接头的韧脆转变温度分别为-2.59,-15.28,-32.33和-6.76℃,低温会使4种钢材的的抗拉强度和屈服强度均有所提高,在-45℃的高寒地区的输电铁塔,选择Q420C角钢可以满足设计要求,但是应该尽量避免对Q420C进行焊接处理。     

低温环境下 Q345B 钢在起重机制造中的可焊性

Q345钢作为低合金高强度结构钢,具有良好的综合机械性能和工艺性能,与Q235、15号钢相比,除具有同样好的塑性与焊接性外,屈服强度可提高50％左右、耐大气腐蚀能力可提高20％～35％,以及低温冲击韧性更高。目前,在大型起重机械制造中得到广泛使用。下面结合起重机械制造实例,探讨在低温潮湿环境下Q345B钢的焊接质量的控制。     

低合金高强度钢Q345D的轧制工艺改进

采用控轧控冷工艺生产的低合金高强度钢Q345D达到了用户提出的高屈服强度和高抗拉强度的综合力学性能要求。严格控制钢水纯净度,降低终轧温度,采用冷床风机强制冷却工艺能有效提高钢材的强度和低温韧性。     

穿越用高韧性V150钢级钻杆管体的研究

V150钢级作为已经投用的最高钢级油井管,得到了油井管行业内重点关注与开发,本文通过研究不同回火温度对该材料拉伸强度、冲击韧性的影响,得出回火温度在660℃时,管体性能满足V150钢级要求,冲击功可以达到-20℃、7.5x10mm、90J以上。     

应变强化奥氏体不锈钢的低温冲击韧性

对S30408和S31603奥氏体不锈钢在室温下进行不同应变量10%~20%的应变强化处理,然后分别在常温至-269℃进行低温冲击试验,研究了应变量对试验钢低温冲击韧性的影响。结果表明:两种钢的冲击韧性随着应变量的增大逐渐降低,应变强化后两种试验钢冲击吸收能随着试验温度的降低而逐渐降低,当温度低于-196℃(77 K)后冲击吸收能趋于平缓,呈现出"平台";两种钢经过20%应变量强化后低温韧性仍较好,能够满足奥氏体不锈钢应变强化技术标准中低温冲击韧性指标要求。     

正火工艺参数对轨道交通用20MnV弹簧钢显微组织与力学性能的影响

对轨道交通用20MnV弹簧钢进行了不同温度(780,830,880,930,980℃)和不同时间(0.5,0.75,1,1.25h)的正火处理,研究了正火温度和正火时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着正火温度升高,20MnV弹簧钢组织由不均匀铁素体和粒状贝氏体转变为等轴铁素体和块状铁素体;当正火温度低于830℃时,随着正火温度的升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度降低,断后伸长率和低温冲击功增大;当正火温度高于830℃后,试验钢的屈服强度和抗拉强度均随着正火温度升高而增加;在不同正火时间下,试验钢的显微组织均为等轴铁素体和块状珠光体;随着正火时间的延长,试验钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、低温冲击功均先增后降;当正火温度为930℃、正火时间为1h时,试验钢的力学性能最佳。     

一种新型CrNiMoV高强钢低温韧性研究

CrNiMoV钢是一种新型、高强度的特种压力容器材料。通过试验测试其强度、延塑性、冲击韧性、断裂韧度等随温度的变化情况,表明该材料韧脆转变温度较低,具有良好的抗低温脆性破坏性能,能够满足使用环境对其最低使用温度的要求。     

深冷处理后0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢的低温冲击性能

对深冷处理前后的0Cr17Mn17Mo3NiN奥氏体不锈钢分别进行了低温和常温冲击试验,研究了其冲击性能和断口形貌,分析了冲击断口附近的物相组成和显微组织。结果表明:试验钢的冲击功随着冲击试验温度的降低而减小,断裂方式由韧性断裂逐渐变为脆性断裂,韧脆转变温度约为-122℃;深冷处理能显著提高试验钢在20℃的冲击功,但深冷处理次数和保温时间对冲击韧性的影响不大;试验钢的低温组织稳定性好,低温冲击与深冷处理后均未发生马氏体相变或氮化物析出。     

工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV脆性转变温度的研究

针对如何正确评定工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV的脆性转变温度(fracture appearance transition temperature,FATT)的问题,通过系列温度冲击法测定了该转子钢的冲击吸收功、脆性断面率,利用扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)对冲击试样断口形貌的变化进行了研究,结合Boltzmann函数对冲击试验结果的拟合分析,正确评定了该转子钢的FATT。并对影响FATT的因素进行了归纳,研究分析了化学成分、微观组织和晶粒尺寸对转子钢FATT的影响。研究结果表明,28CrMoNiV钢的断口形貌随着温度的降低由韧窝逐渐向解理断裂变化,该转子钢的FATT为-52℃,明显低于技术标准要求值(≤85℃);通过先进的冶炼技术和热加工工艺严格控制化学成分,获得晶粒细小均匀的回火索氏体组织以及针状铁素体内部的高密度位错和亚晶界结构,可以提高转子钢的冲击韧性及降低FATT。     

Q345D钢高温力学性能试验研究

在Gleeble1500D热力模拟试验机上,对Q345D钢在室温(20 ℃)、500 ℃、550 ℃、600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃不同温度条件下进行拉伸试验研究,通过回归分析,得出屈服强度σs、极限强度σb、弹性模量E等力学性能随温度变化的规律.在500 ℃～750 ℃之间,Q345D钢的屈服强度σs、极限强度σb随温度升高而降低,而弹性模量E的变化不大.     

压力容器用CrMo钢锻件回火脆性影响因素的研究

研究了压力容器用CrMo钢的化学成分和热处理条件对回火脆性的影响.结果表明,相同化学成分和相同热处理条件下的压力容器不同锻件,同等部位取样,在低温冲击-30℃Akv合格的情况下(两组试样,三个试样平均≥54J,允许一个≥47J),回火脆性的试验结果也相同.     

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60～20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明：随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。     

Q690E高强钢脆性转变温度

以Q690E中厚板高强钢为研究对象,通过采用系列冲击实验法测得高强钢在-80℃~10℃温度间的系列冲击功,绘制出冲击功-温度曲线,同时结合综合能量法、侧膨胀值及断口形貌观察,确定了材料脆性转变温度。光镜(OM)和扫描电镜(SEM)显微组织观察进一步证明了材料的脆性转变温度范围。同时,分析了影响韧脆转变温度的因素。     

Q345低合金钢连铸板坯的高温力学性能

采用Gleeble-1500型热模拟试验机测试了Q345B和Q345C钢连铸板坯的高温力学性能,用扫描电镜观察了断口形貌,并分析了脆化机理。结果表明:Q345B和Q345C钢的第Ⅲ脆性区温度范围为700～825℃和600～980℃,在600～1 350℃下的抗拉强度均随温度的升高而降低,Q345C钢在780～840℃内断面收缩率小于30%,Q345B钢断面收缩率均大于30%;两种钢在1 350℃时均发生过熔断裂,1 000℃时均发生塑性穿晶断裂,而900℃时Q345B仍为塑性穿晶断裂,Q345C为穿晶与沿晶混合断裂,两种钢在800℃为脆性断裂,600℃时转化为塑性断裂;Q345钢脆化原因有两个,一是细小Nb(CN)等第二相在奥氏体单相区晶界处析出导致应力集中产生脆化;二是原奥氏体晶界处析出的网状铁素体强度低导致脆化。     

国产压力容器用钢Q345R的低温韧性研究

基于实测的材料数据,运用缺陷评定的程序,针对ASME规范案例中关于我国常用压力容器用钢Q345R冲击韧性对豁免曲线的适用性问题的相关规定进行了探讨和分析。分析结果表明所用的Q345R正火板在低温下的冲击韧性与断裂韧性均优于ASME规范的要求值,ASME规范将Q345R归类于A曲线严重低估了材料本身的韧性。     

低碳马氏体型超高强度钢的冲击韧性研究

我们对25Si2Mn2CrNiMoV钢的组织及其在常温下的机械性能已经进行了系统的研究,本文在韧性研究的基础上进一步探讨该钢种在低温范围试验时,冲击韧性随温度的变化规律,初步论证温度和组织因素对冲击断裂机制的影响,用实验得到的数据和国外同一级别超高强度钢对比.显示出本钢种具有较低的脆性转化温度范围。试验中采用二级复型和扫描电镜等手段对各种状态下的冲击断口进行形貌分析,并通过镀镍断口垂直切面分析法研究组织和断裂方式之间的关系。     

40CrNi2Mo钢的低温力学性能

采用低温拉伸试验与系列冲击试验对调质态40CrNi2Mo钢的低温(室温～-150℃)力学性能进行了研究。结果表明:该钢屈服强度和抗拉强度随温度的降低而升高,断面收缩率、伸长率随温度的降低而减小,并且它们与温度均呈线性关系;求出了该钢屈服强度与抗拉强度随温度变化的关系式;根据绘制出的冲击功曲线,根据综合能量法及断口形貌可确定其韧脆转变温度为-125℃。     

10Ni3MoVD钢锻件的低温韧性

将10Ni3MoVD钢锭按锻造比大于3.5锻造成钢板并进行调质热处理,研究了其显微组织、拉伸性能和低温韧性。结果表明:试验钢的显微组织主要由回火索氏体和贝氏体组成,不同厚度位置的晶粒度均不低于9.5级;试验钢的拉伸性能满足NB/T 47009-2017标准中的指标要求;在-50℃下,试验钢的冲击韧性优良,总冲击吸收能量不低于176J,晶状断面率低于20%,侧膨胀值大于2.25mm,表层及1/4厚度位置的无塑性转变温度分别为-75,-65℃。