高强度双相钢薄板拉弯成形试验及数值模拟

在不同凸模圆角半径下对800 MPa级双相钢板进行了拉弯成形试验,观察了不同凸模圆角半径下板材极限拉弯深度及板材的断裂位置和断口形貌,对试验结果进行数值模拟,并分析了采用屈服准则Hill、Barlat和BBC的模拟结果.结果表明：对于较大凸模圆角半径（Rp≥2.5 mm）的拉弯试验,在经典成形极限曲线（FLC）判据下,采用Hill准则能够准确预测800 MPa级双相钢板的极限拉弯破裂情况;而对于较小凸模圆角半径（Rp=1.0 mm）的拉弯试验,在FLC判据下,3种屈服准则都无法准确预测双相钢板的破裂情况.     

超高强度冷轧双相钢组织与性能

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行冷轧超高强度双相钢的连续退火工艺研究,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验研究了连续退火过程中各个参数对1 000 MPa级冷轧双相钢组织性能的影响.结果表明:试验用钢在退火温度800℃下保温80 s,可以得到抗拉强度为1030MPa、延伸率为14%超高强双相钢;随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低.当退火温度为830℃时,显微组织中粒状的非马氏体组织明显增多.过时效温度低于300℃时,屈服强度和抗拉强度变化不大;当过时效温度超过300℃时,抗拉强度急剧下降,屈服强度先降低后升高,在过时效温度为360℃时开始出现屈服平台.     

1 000 MPa热镀锌双相钢组织和断裂机理

模拟热镀锌工艺,在实验室生产了1 000 MPa级热镀锌双相钢. 利用原位拉伸实验,对其断裂行为进行了观察,进一步探讨了其断裂机理. 结果表明:实验用钢经820 ℃退火后,可以获得抗拉强度为1 022 MPa、延伸率为9.5%的F+M双相钢;动态拉伸过程中,裂纹尖端的塑性区会萌生新的微裂纹,塑性区内的铁素体晶粒内部会产生"波状"滑移带;当裂纹扩展到马氏体岛时会改变方向绕过马氏体,扩展到铁素体晶粒时,以微孔相连的塑性方式使铁素体开裂;最终断裂以塑性断裂的形式发生,断口形貌为韧窝状.     

1 200 MPa级超高强度钢板冲压成形性能及其断裂机理的实验研究

通过圆筒拉深试验研究了1 200 MPa级超高强度双相钢板（DP1200）和纯马氏体钢板（M1200）的极限拉深成形性能,采用扫描电子显微镜观察分析了钢板的微观组织形貌与结构,探讨了其微观组织结构与断裂机理的关系.结果表明：DP1200和M1200的极限拉延比分别为2.03和1.99,其单向拉伸性能不能准确地反映钢板材料在复杂应力状态下的成形性能;2种钢板的断裂模式均为断口分布着大量韧窝的韧性断裂,但其裂纹扩展机理不同.DP1200中的裂纹是以沿铁素体/马氏体相界为主,兼有穿过马氏体相并扩展的失效模式;而M1200钢中的裂纹是沿马氏体晶界扩展的失效模式.     

变形工艺对热轧双相钢显微组织和性能的影响

以热轧双相钢为研究对象,在实验室通过热轧实验,研究了变形量、卷取温度、终轧温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响.通过研究可以发现,变形工艺参数对热轧双相钢的显微组织和力学性能有很大的影响,热轧双相钢的显微组织主要有三种典型微观形貌,而这三种典型形貌又赋予了双相钢不同的强韧化机制和力学性能.在实验室条件下,开发了780 MPa级以Mn,Si为主要添加元素的热轧双相钢生产工艺,可以使热轧双相钢的屈服强度达到要求的级别,并且断后伸长率良好.     

屈服准则对差厚铝合金拼焊板拉深成形数值模拟的影响

分别采用Mises、Hill二次和Barlat三参数屈服准则对差厚铝合金拼焊板拉深成形方盒件进行有限元模拟,比较了不同屈服准则和不同压边力下零件的成形特点和应变分布,焊缝的移动规律和焊缝附近金属变形情况。结果表明不同屈服准则对成形趋势预测一致,法兰面上焊缝向拼焊板的薄侧流动,而在型腔部位焊缝向厚侧移动;不同压边力对差厚板的成形质量影响较大,对焊缝移动影响较小。不同准则预测结果仍有明显差异,Mises准则下对成形性能预测最危险,而焊缝附近薄侧板料的减薄率Mises准则模拟结果最为理想。     

Ti微合金化450～550 MPa级耐候钢组织性能研究

设计了屈服强度达450～550 MPa级高强耐候钢化学成分,在实验室进行冶炼和热轧试验,测试和观察了试验钢的力学性能和显微组织,分析了 Ti含量对Ti微合金化耐候钢性能的影响.结果表明,试验钢的金相组织主要为在多边形铁素体基体上分布少量的珠光体;Ti微合金化耐候钢具有足够的强度和塑性,随着w(Ti)从0.025%增加到0.07%,试验钢的屈服强度从360 MPa增加到550 MPa;采用传统控轧控冷工艺可生产出屈服强度达450～550 MPa级高强耐候钢.     

Nb微合金化冷轧双相钢DP980的试制研究

采用C-Si-Mn-Cr-Nb合金系,采取两种热轧、退火工艺,在实验室试制Nb微合金化冷轧双相钢DP980. 结果表明,两种试制钢的抗拉强度分别为1 034 MPa和1 048 MPa,屈服强度分别为534 MPa和499 MPa,伸长率分别为11.2%和11.3%,n值分别为0.28和0.27,屈强比分别为0.52和0.48;试制钢的热轧组织为F+P,连续退火后的组织为F+M,退火后的应力应变曲线表现出连续屈服的特点.     

热处理对含Y元素AZ31镁合金板材组织和性能的影响

对含Y元素AZ31镁合金板材进行退火处理后的组织和性能进行了研究.结果表明:随着退火温度的升高,镁合金晶粒尺寸逐渐增大,力学性能略有提高然后降低;退火时间对镁合金晶粒尺寸影响不大;在300℃下退火1 h后板材性能达到最佳,抗拉强度为255 MPa,屈服强度为170 MPa,延伸率为24%;经过热处理后镁合金断裂方式为准解理断裂和韧性断裂的复合形式.     

超高强度钢30CrMnSiNi2A动态力学性能实验研究

运用SHPB实验研究超高强度钢30CrMnSiNi2A在应变率500~5 000 s-1时的应力应变关系,并对典型试样进行了金相观察.实验得到30CrMnSiNi2A钢的屈服强度随着应变率的增加从1 655 MPa增加到1 908 MPa.基于试样金相和断口分析,30CrMnSiNi2A钢在高应变率冲击加载条件下产生了韧窝型沿晶断裂,导致材料宏观上表现为剪切破坏.结合准静态实验数据,确定了30CrMnSiNi2A钢的Johnson-Cook本构模型的材料参数.     

前置式超快冷方式下DP700的生产工艺

基于前置式超快冷(UFC)系统,在热轧生产线上开发减量化的双相钢(DP)生产工艺.结合大量实验室热轧实验,摸索出DP钢在超快冷方式下的冷却工艺.现场工业生产得到的DP钢抗拉强度在700MPa以上,屈强比为0.51～0.60,伸长率为22%～28%.实验室和生产线上试制结果表明,采用前置式UFC生产DP钢,可以少用或者不用(微)合金,降低成本且提高焊接性能.     

配置500 MPa钢筋的混凝土梁受弯性能试验

为了研究配置500MPa钢筋的混凝土梁的受弯性能，对9根矩形截面混凝土梁进行了试验研究．分析了采用500MPa钢筋的混凝土构件的正截面受弯承载力及使用阶段的裂缝宽度，同时对其中两组配有蒙皮钢筋的梁进行受弯承载力、变形及裂缝宽度的对比分析．试验结果表明，此类构件的受力性能与普通钢筋混凝土受弯构件相同，可按照《混凝土结构设计规范》计算受弯承载力及裂缝宽度，但应对裂缝宽度计算值进行适当修正．同时，蒙皮钢筋的配置能够有效地限制裂缝的发展，使得试验梁在正常使用阶段能够满足裂缝宽度限值要求．     

Effects of overaging temperature on the microstructure and properties of 600 MPa cold-rolled dual-phase steel

C–Mn steels prepared by annealing at 800°C for 120 s and overaging at 250–400°C were subjected to pre-straining (2%) and baking treatments (170°C for 20 min) to measure their bake-hardening (BH2) values. The effects of overaging temperature on the microstructure, mechanical properties, and BH2 behavior of 600 MPa cold-rolled dual-phase (DP) steel were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, and tensile tests. The results indicated that the martensite morphology exhibited less variation when the DP steel was overaged at 250–350°C. However, when the DP steel was overaged at 400°C, numerous non-martensite and carbide particles formed and yield-point elongation was observed in the tensile curve. When the overaging temperature was increased from 250 to 400°C, the yield strength increased from 272 to 317 MPa, the tensile strength decreased from 643 to 574 MPa, and the elongation increased from 27.8% to 30.6%. Furthermore, with an increase in overaging temperature from 250 to 400°C, the BH2 value initially increases and then decreases. The maximum BH2 value of 83 MPa was observed for the specimen overaged at 350°C.     

复压复烧对预合金钢粉烧结材料性能的影响

通过在预合金钢粉中加入C等元素,采用模压-烧结和复压复烧2种方法制备粉末冶金低合金钢,并对其密度、显微组织、力学性能和断口形貌进行分析。研究结果表明:对于添加质量分数为0.8%C的合金粉末,用普通压制-烧结法制备的样品密度最高为7.15 g/cm3,抗拉强度为406 MPa;而用复压复烧法制得的样品密度可达7.53 g/cm3,抗拉强度为611 MPa,伸长率也有很大提升;复压复烧法制得的样品孔隙较少且圆滑平直化,断口分布有大量的韧窝,因此,合金的强度和塑性均较高。     

Effect of hot-dip galvanizing processes on the microstructure and mechanical properties of 600-MPa hot-dip galvanized dual-phase steel

A C-Mn dual-phase steel was soaked at 800℃ for 90 s and then either rapidly cooled to 450℃ and held for 30 s (process A) or rapidly cooled to 350℃ and then reheated to 450℃ (process B) to simulate the hot-dip galvanizing process. The influence of the hot-dip galvanizing process on the microstructure and mechanical properties of 600-MPa hot-dip galvanized dual-phase steel (DP600) was investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and tensile tests. The results showed that, in the case of process A, the microstructure of DP600 was composed of ferrite, martensite, and a small amount of bainite. The granular bainite was formed in the hot-dip galvanizing stage, and martensite islands were formed in the final cooling stage after hot-dip galvanizing. By contrast, in the case of process B, the microstructure of the DP600 was composed of ferrite, martensite, bainite, and cementite. In addition, compared with the yield strength (YS) of the DP600 annealed by process A, that for the DP600 annealed by process B increased by approximately 50 MPa because of the tempering of the martensite formed during rapid cooling. The work-hardening coefficient (n value) of the DP600 steel annealed by process B clearly decreased because the increase of the YS affected the computation result for the n value. However, the ultimate tensile strength (UTS) and elongation (A₈₀) of the DP600 annealed by process B exhibited less variation compared with those of the DP600 annealed by process A. Therefore, DP600 with excellent comprehensive mechanical properties (YS=362 MPa, UTS=638 MPa, A₈₀=24.3%, n=0.17) was obtained via process A.     

7075-T6高强度铝合金温热条件下的拉深成形性能

采用温热拉深试验方法研究了在50~250 °C范围内，温度、压边力和成形速度对高强度铝合金7075-T6成形性能的影响.结果表明：在等温条件下，7075 T6的极限拉深比随着温度升高而先增后减；在差温条件下，极限拉深比随着温度升高而增大，当温度超过150 °C时，其极限拉深比较等温条件的大；随着温度升高，拉深成形所需要的力降低；在等温或差温条件下，虽其极限拉深比的差别较大，但其杯形件厚度的变化规律基本一致；当压边力为5 kN，速度为10 mm/min时，试样的成形性能最佳.     

低碳中锰Q690F高强韧中厚板生产技术

对低碳中锰Q690F高强韧中厚板进行了控扎控冷和热处理工艺试验，观察了显微组织，测定了拉伸和冲击性能，并阐述了其强韧化机制.结果表明:中锰钢的显微组织为亚微米尺度的回火马氏体+逆转变奥氏体的复合层状组织.中锰中厚板1/4厚度位置的屈服强度、抗拉强度、延伸率、-60℃冲击功分别为725MPa，840MPa，27.7%，130J.逆转变奥氏体发生相变诱导塑性(TRIP)效应产生的应变硬化是中锰钢主要的强化机制;TRIP效应吸收大量的应变能，推迟颈缩，增加均匀延伸率，是中锰钢主要的增塑机制;TRIP效应有效地提高了裂纹形成功和裂纹扩展功，是中锰钢主要的韧化机制.     

X70管线钢及焊缝在模拟煤制气含氢环境下的氢脆敏感性

通过氢渗透测试、氢扩散模拟以及氢含量测试技术研究X70钢在模拟4MPa总压,0.2MPa氢气分压煤制气环境下的充氢过程,并通过冲击韧性测试、裂纹扩展测试以及缺口拉伸和慢应变速率拉伸测试方法,从不同角度分析X70钢母材和焊缝组织在模拟煤制气含氢环境下的力学性能.结果表明,在总压4MPa,0.2MPa含氢煤制气环境中,X70钢表面存在吸附氢原子并能扩散进入X70钢内部,达到稳态后内部的可扩散氢质量分数为1.9×10-7;与空气中的原始性能比较,X70钢焊缝和母材的冲击性能、缺口拉伸和慢应变速率拉伸强度、塑性以及材料的损伤容限均未发生下降;在实验煤制气环境中,X70钢具有较低的氢脆风险.