Cr-Ni-Mo多层焊缝低温韧性的统计分析

本方采用示波冲击、俄歇分析、启裂源组织观察及热模拟实验,对Cr-Ni-Mo 70kg/mm~2手工多层焊缝中各种组织的形态及韧性进行了研究。其中韧性较低的是经850℃～1050℃再热后的重结晶及不完全重结晶组织,韧性最薄弱环节主要为具有黑色带状的重结晶组织,其构成为铁素体及带状分布的M-A组元或碳化物。薄弱环节数量越多韧性越低,整个焊缝的韧性越低;合金元素通过影响薄弱环节的韧性而影响整个焊缝的韧性。     

针状铁素体形成机理的探讨

本文采用W极氩弧焊熔融来模拟焊缝,研究在C-Mn-Si系焊缝金属中,影响针状铁素体形核的因素。结果表明,在CaF_2保护下的C-Mn-Si系合金的焊缝金属中,当Si、Mn匹配在一定范围内,能使焊缝组织出现高比例的针状铁素体。并通过碳膜复型、电子显微镜、能谱分析和x光衍射分析发现,针状铁素体是在大的奥氏体晶粒内部的非金属夹杂物上非自发形核。并且还发现,较高密度微小的夹杂物(一般在1μm以下)弥散分布对针状铁素体形核更为有利。如果在C-Mn-Si系焊缝中加入少量的Ti,那么不但能细化晶粒,而且能增加TiN、TiO这些细小难溶的非金属夹杂物颗粒浓度,大大提高形成针状铁素体的机率。     

低氢高韧性焊条研制中有关理论的研究

本文以50kg/mm~2级C-Mn,Ti-B及Ti-B-Ni焊条为基础,对其研制中涉及的几个理论问题进行了探讨,发现焊缝金属在低温断裂时,脆性裂纹启裂于第二相粒子;而在多层焊缝中,存在一个韧性薄弱环节区域,合金元素Mn,Ti,B,Ni均对薄弱环节处的组织形态和低温韧性有一定影响;在焊条药皮设计中,要调整CaCO_3加入量及脱氧剂的种类和加入量,同时保证合金元素的最佳含量,焊条才能具有高的低温韧性及良好的工艺性能;把B_2O_3预先稀释在耐吸潮添加剂中加入焊条药皮,既可保证B向熔敷金属中过渡的均匀性和稳定性,又可提高焊条的抗吸潮性。     

新型J707Ni焊条的研制

本文根据焊缝扩散氢含量、氧含量及焊条工艺性能的测定结果,确定了以CaCO_3-CaF_2-TiO_2为基本渣系;又通过金相及断口分析、能谱分析和机械性能测定,研究了Cr,Ni,Mo对焊缝强度及韧性的影响及焊缝的低温断裂过程,其最佳含量范围如下:Ni为1.4％～1.6％,Cr为0.2％,Mo为0.3％～0.4％。在此基础上研制出一种新型J707Ni焊条,其各项性能基本达到国外同类焊条水平。     

C-Mn钢手工焊多层焊缝-60℃冲击断裂行为的研究

本文通过对多层焊缝及其热模拟试件-60℃下的冲击断口及特殊金相截面观察,研究了启裂源、启裂区的金相特征和失稳开裂的临界事件。在此基础上提出了-60℃下冲击断裂过程的假设,并解释了锰含量提高使韧性提高的原因。     

WCF－62钢微观断裂过程的研究

采用不同裂纹深度试样及不同类型缺口试样对ＷＣＦ－６２铜下平台及转变区的微观断裂过程进行了研究。在下平台区，断裂为应力控制的Ｋ主导过程，裂纹及缺口试样解理的临界过程分别为第二相尺寸及贝氏体束宽度的微裂纹向周围基体的扩展。在转变区，随延性裂纹扩展，裂端三轴应力度增加，裂端主应力的提升由应力强化与应变强化两个因素决定，延性裂尖宽度变化及解理点在裂尖前的分布均具有随机性，从而导致韧性值的分散。     

压力容器焊缝超声波探伤专家系统

研究并设计出压力容器焊缝超声波探伤专家系统ＵＩＳ．该系统可以对超声波探伤中的仪器选择、规范选择、操作方法、缺陷识别及分类定级等探伤全过程提供指导及专家咨询。系统采用多级模块结构，用Ｔｕｒｂｏ－ｐｒｏｌｏｇ语言编程，可在ＩＢＭ及其兼容机上运行，采用了产生式规则、谓词逻辑相结合的知识表达方式，深度优先、目标驱动的搜索及推理技术。     

裂纹深度对裂尖应力分布及韧性的影响

对C-Mn钢不同裂纹深度试样的有限元分析及力学实验的结果表明,在未出现延性裂纹的下转变区(-100℃),临界COD值δ_c随裂深度的增加而降低,在相同裂尖张开值时,浅裂纹裂端的三轴应力度明显低于深裂纹,表现为δ_c明显依赖于三轴应力度。解理的临界阶段为第二相尺寸的微裂纹向周围基体扩展的应力控制过程,为使裂端主应力提升至相同水平(δ_f),浅裂纹需要更大的裂尖张开值,这是浅裂纹试样具有较高韧性的内在原因。     

不同晶粒尺寸C-Mn钢低温韧性的研究

对不同晶粒尺寸C-Mn钢低温缺口及裂纹断裂韧性进行了研究。结果发现:在-196～-30℃范围内,细晶钢的缺口断裂韧性显著高于粗晶钢;而在-110℃时粗晶钢裂纹断裂韧性接近或反而高于细晶钢,前者的平均值明显高于后者。粗晶钢最低韧性试样启裂点距预裂纹的距离小于细晶钢而韧性却高于细晶钢,从而否定了粗晶裂纹断裂韧性商是由于其具有大的特征距离(RKR模型)的观点。在缺口试样中细晶钢的σ_f~*/σ_(?)高于粗晶钢,而在裂纹试样中,细晶的σ_f~*/σ_(?)接近戏反而低于粗晶,这是粗、细晶粒钢缺口及裂纹断裂韧性变化不一致的主要原因,也说明σ_f~*/σ_(?)是一个有价值的韧性参量。     

解理断裂微观准则的研究

对三点弯曲预裂纹试样断口形貌、裂尖附近微孔及残留裂纹进行了观察,并用有限元方法计算了裂尖应力应变场。结果表明,解理点距裂尖存在一个最小距离,在此距离内三轴应力度过低,仅能形成微孔而不能形成解理微裂纹,RKR模型中表述的特征距离并不存在。最小韧性取决于在最小距离上满足解理所需的最小载荷。解理的临界事件是由启裂的第二相尺寸的微裂纹向周围基体的扩展。韧性值的分散和脆性粒子在裂央前的随机分布及微观解理断裂应力的波动有关。