微量硼对高纯铁硫合金沿晶断裂和硫沿晶偏析的影响

利用俄歇能谱微区分析、低温拉伸试验和ＳＥＭ断口观察,研究了微量硼在高纯铁－６×１０－５(质量分数)硫合金中的沿晶偏析及其对硫沿晶偏析和硫偏析引起的低温沿晶断裂的影响·结果表明,硼能强烈地沿铁晶界偏析,显著降低硫的沿晶偏析倾向,抑制低温沿晶断裂·文中还讨论了硼影响的机理·     

GH128铸态合金中硼的分布

采用高分辨率的径迹显微照相技术,研究了GH128铸态合金中硼的偏析和在均匀化、正火、调质热处理过程中硼分布的变化,并且分析了硼含量、加入稀土元素以及合金中Mo等元素对硼分布的影响．硼在铸态合金中有明显的偏析现象,并随着硼含量的增加而偏析加剧,经过常规的均匀化处理之后,铸态合金中硼分布状态受Mo偏析的影响非常显著．在一定的条件下,硼相沿着奥氏体的特定结晶学平面析出,或结晶界形成粗大连续网状的硼相,从而导致沿晶界的脆性断裂,实验表明稀土元素有保护硼的良好作用．     

1420Al-Li合金高温塑性变形沿晶断裂行为分析

Al Li合金的工艺塑性较低 ,存在高温沿晶脆性断裂现象 ,其断裂机制至今国内外都未进行系统的研究。采用Gleeble 150 0热模拟试验机 ,对铸态 142 0Al Li合金在变形温度t为 350～ 4 50℃、应变速率 ε为 0 .0 1～ 10s- 1的条件下 ,进行了高温拉伸热模拟实验研究。在实验基础上 ,研究了 142 0Al Li合金的高温拉伸断裂行为。结果表明 ,随着变形温度和应变速率的提高 ,142 0Al Li合金高温拉伸断裂模式由典型的穿晶韧性断裂转变为沿晶脆性断裂。研究说明 ,氢是引起 142 0Al Li合金高温沿晶脆性断裂的根本原因 ,并对 142 0Al Li合金高温氢致断裂的机理进行了探讨 ,提出了“高温氢脆是由于动力和静力二者综合作用的结果”的观点 ,丰富和发展了氢脆理论。     

Mn-Mo-B-RE系低合金铸钢中硼的行为

研究了Mn-Mo-B-RE系低合金铸钢中硼的偏析以及在均匀化、正火、调质热处理过程中硼分布的变化;研究了含硼量、稀土元素加入以及钢中钼等合金元素对硼分布的影响。 硼在铸钢中有明显的偏析倾向,并随含硼量的增加而加剧;经通常的均匀化处理后,铸钢中硼分布的均匀性受钼偏析的强烈影响。在特定的条件下,会产生沿奥氏体一定结晶学平面的硼相析出,或沿晶界形成粗大连续网状的硼相,导致脆断。试验还显示稀土元素有保护硼的良好作用。     

Cu、As和Sn对低合金钢连铸坯第Ⅲ脆性区的影响

为了研究残余元素Cu、As和Sn对钢高温延塑性的影响,采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含有一定量Cu、As和Sn低合金钢连铸坯的高温延塑性,得到了低合金钢第Ⅲ脆性温度区在920～730℃之间.结果表明:第Ⅲ脆性温度区脆化的主要原因是奥氏体单相区低温域钢中Cu、As和Sn等残余元素在奥氏体晶界的偏聚削弱晶界结合能,导致试样沿晶脆性断裂;奥氏体和铁素体两相区在原奥氏体晶界析出的网状铁素体导致试样沿晶开裂.钢中的Cu、As和Sn元素增加第Ⅲ脆性温度区的宽度和脆性凹槽的深度,同时提高第Ⅲ脆性温度区的上限临界温度.     

7075铝合金点焊接头的组织及性能分析

采用中频逆变直流点焊机进行7075铝合金点焊焊接试验,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:焊接接头结构分为熔化区、部分熔化区和热影响区,其熔核的部分熔化区组织为柱状晶,熔化区组织为等轴晶,热影响区及母材仍保持轧制组织形态,而且焊接接头内存在枝晶偏析;7075铝合金点焊接头的熔核硬度较低;在所用的试验条件下,7075铝合金点焊接头均在界面断裂,断裂形式为准解理脆性断裂,且塑性、韧性较差,其原因在于焊接接头的强度低于母材,以及熔化区铝合金元素偏析严重.     

晶界微量σ相对25Ni-15Cr-Fe基高温合金脆化效应的影响

本文简要报导了15Cr-25Ni-Fe基高温合金在550～650℃长期时效过程中晶界微量σ相析出引起合金脆化效应的研究结果。铁基合金形成σ相的敏感性较大,过去的研究工作得知,晶内呈片层状大量析出的σ相会严重危害合金的强度和塑性。但对晶界微量σ相析出所造成的影响还认识不足。从大量的实验研究结果得出,在15Cr-25Ni-Fe基合金中晶界析出微量σ相(～0.02％)导致合金冲击韧性明显降低,断口从串晶转变为沿晶断裂。合金的脆化程度与反映晶界σ相密集程度的特征量有简单的线性关系。通过相控制合金成分和细化γ晶粒可以清除和降低σ相析出所引起的脆化现象。     

低应变速率下锰硫比对低碳钢高温塑性的影响

研究了在低应速率下锰硫比对低碳钢高温塑性的影响,实验结果表明,不同测试温度下锰硫比对钢的高温塑性的影响不同。按其影响规律,可分为４个温度区域即：（１）１３５０－１４００℃,锰硫比越高,塑性越差;（２）１０００－１３５０℃,锰硫比对塑性无影响;（３）８００－１０００℃,锰硫比越高,塑性越好;（４）６００－８００℃,锰硫比越高,塑性越差,同时还对锰硫比对高温塑性的影响机理进行了分析。     

40Ni-14Cr-Fe基高温合金中相的析出及其脆化效应

在一种含钨、钼的40Ni-14Cr-Fe基高温合金中,正常热处理后就出现μ相,开始析出于晶界。微量(～0.1％)μ相就对合金塑性,尤其会使冲击韧性值成倍下降,是合金长时期使用中脆化的主要因素。 晶界微量μ相引起的脆化倾向与晶界上的μ相密集程度成正比关系,可通过控制成分及细化晶粒来降低μ相的密集程度,从而减弱晶界μ相引起的脆化作用。 沿晶μ相所造成的室温冲击沿晶断裂形式,其断裂特征不是沿整个μ相介面形成孔洞,而只是沿部分μ相介面形成裂纹。     

铜镍铬锰铸钢裂纹的形成原因

铜镍铬锰铸钢是一种高强度低合金钢,用于造船工业。它在制造过程中常因裂纹缺陷而报废。本文利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针及俄歇谱仪等手段,研究了铜镍铬锰铸钢裂纹的性质及其产生的原因。试验结果表明裂纹属于沿晶的脆性断裂。裂纹的产生是因为凝固时形成的显微偏析导致γFe+(Fe、Cr、Mn)_3C共晶Cr沿奥氏体晶界析出所致。碳扩大凝固温度间隔和降低合金元素的平衡分配系数,因而增加了铬的偏析比。因此降低碳和硫的含量,提高钢液的纯洁度和加速铸件的凝固速度是消除晶间共晶和裂纹的有效措施。     

High-temperature mechanical properties of near-eutectoid steel

The high-temperature mechanical properties of near-eutectoid steel were studied with a Gleeble-1500 simulation machine. Zero strength temperature (ZST), zero ductility temperature (ZDT), hot ductility curves, and strength curves were measured. Two brittle zones and one plastic zone were found in the temperature range from the melting point to 600℃. Embrittlement in zone I is caused by the existence of liquid film along dendritic interfaces. Ductility loss in zone III mainly results from precipitates and inclusions as well as S segregation along grain boundaries. Pearlite transformation also accounts for ductility deterioration in the temperature range of 700–600℃. Moreover, the straightening temperature of the test steel should be higher than 925℃ for avoiding the initiation and propagation of surface cracks in billets.     

含钛微合金钢的高温热塑性及断裂机理

运用Gleeble 1500热模拟机对600~1350益温度范围内SS400B钢加入钛后的高温力学性能进行测试,对断口形貌及低倍组织进行扫描电镜观察,研究其断裂机理及影响因素。利用热力学软件Factsage对不同钛含量条件下第二相粒子的析出情况进行计算分析。结果表明,在实验温度范围内测试试样的断面收缩率均超过了45%;在高温区生成的铝钛氧化物可作为塑坑的形核核心,促进延性断裂的发生;同时由于铝钛氧化物、氮化钛的生成,降低了对钢塑性有害的氮化铝生成;沿晶铁素体和沿晶渗碳体的生成恶化钢的塑性,促进沿晶脆性断裂的发生。     

低温下等强橡胶集料混凝土的脆性初探

脆性是混凝土性能的重要指标，尤其在低温环境中．为研究低温下橡胶集料混凝土（CRC）的脆性特征，配制了橡胶集料体积掺量分别为0、5％、10％和15％，强度等级相等的橡胶集料混凝土，测试了其在常温（20℃）和低温（-25℃）环境下的力学性能，从力学和断裂面两个角度分析了低温下橡胶集料混凝土的脆性特征．结果表明，橡胶集料混凝土的断裂面粗糙度比普通混凝土大，低温下能够吸收更多的非弹性变形能，屈服强度增加，脆性降低，延性增强．     

铁素体球墨铸铁低温冲击韧性

为了优化生产工艺,探究化学成分对低温冲击韧性影响规律,通过夏比冲击试验方法研究了3组铸态全铁素体球墨铸铁的低温冲击韧性,分析了硅、碳含量对低温冲击韧性影响及断口形貌。结果表明：3组试样中,冲击韧性随碳含量增多和硅含量降低而升高;冲击韧度值随着温度的降低而下降,-20℃下可以达到15.20 J,冲击韧度值在温度低于-40℃后变化不大,韧脆转变温度在-40℃以上。冲击断口形貌表明,随温度降低,球墨铸铁的断裂机制由韧性断裂转为韧脆混合断裂,最后变为脆性断裂。可见碳硅含量会对低温冲击韧性造成一定影响。     

X65管线钢的动态断裂行为研究

采用热激活方法研究了X65管线钢的动态断裂韧性以及温度效应,研究结果表明：该材料的断裂韧性随加载速率提高而降低,存在由加载速率引起的韧脆转化,升高温度将使这一转化向高速区移动,通过热激活分析,获得了断裂激活能以及与温充和加载速率相关的定量化关系,该关系可以预测一定温度和速率范围的断裂韧性,同时在固定的速率下,该关系较好地预测了止裂韧性与温度的关系,从而为用小试样测试止裂韧性指出了可能性。     

SA508-Ⅲ钢的氢致脆性行为

采用高温高压气相热充氢方法,将氢充入SA508-Ⅲ钢.在常温下,研究了氢与SA508-Ⅲ钢的拉伸变形行为的交互作用,以澄清钢的氢致脆性机理,为核电用钢的安全设计提供理论依据.结果表明,充氢使钢的屈服强度略升高,而钢的断面收缩率明显降低.充氢后钢的拉伸断口由纯微孔聚集型断口转变为韧窝加河流花样复合型断口.钢的屈服强度升高主要归因于在弹性变形阶段氢对位错的钉扎,从而阻碍了位错开动.然而在塑性变形阶段,氢随可动位错迁移并不断富集于碳化物与基体界面处,当氢浓度达到一定值时,造成碳化物与基体之间的结合强度降低,从而引起钢的塑性降低.     

Effect of dislocation configuration on non-equilibrium boron segregation during cooling

Different densities and configurations of crystal defects were obtained in an austenitic Fe-30%Ni alloy and an ultra low carbon bainitic (ULCB) alloy by undergoing different deformations and annealing treatments at high temperatures. Boron segregation on grain boundaries and subgrain boundaries during air-cooling were revealed by means of the particle tracking autoradiography technique. It is found that non-equilibrium segregation is resisted indeformed grains after recovery and polygonization, boron-depleted zones seem to be quite clear inrecrystallized grains than those in deformed original grains during cooling. Subgrain boundaries andpolygonized dislocation cells have a significant effect on non-equilibrium boron segregation duringthe air-cooling. The results implicates that dislocation configuration is a more important factor affecting boron segregation at grain boundaries rather that the density of defects itself in thegrain.     

Temperature Effect on the Mechanical Behavior of Acrylic Polymers under Quasi-static and Dynamic Loading

In this paper, the mechanical behavior of acrylic polymers at elevated temperature was investigated. Four acrylic polymers were tested at high strain rate by using compression Hopkinson bar and at quasi-static strain rate by using an Instron servo hydraulic axial testing machine with the testing temperature from 218K to 393K. The results show that the mechanical property of acrylic polymers depends heavily on the testing temperature. The yield stress and Young's modulus were found to decrease with increasing temperature at low strain rate. At very low temperature, the materials display typical brittle fracture; however their plasticity improves remarkably at high temperatures. The predictions of the mechanical behavior including the effect of temperature and strain rate using a proposed theoretical model have a good agreement with experimental results.     

高碳高锰钢中碳化物的形成及其变质

通过比较高碳高锰钢液淬和变质处理的组织，分析了高锰钢中碳化物的形成及其形态，指出碳化物的形成、形态和分布与冷却速度和微量元素的分布有密切关系．Ｓｉ－Ｃａ变质可以改善碳化物形态和分布，其原因是变质剂的加入，降低了微量活性元素硫在碳化物及奥氏体晶界上的分布含量．同时Ｓｔ－Ｃａ的变质也抑制了固态碳化物的针状脱溶析出，使碳化物保持了团粒状，提高了高锰钢的性能．     

Hydrogen-induced cracking behaviors of Incoloy alloy 825

The effect of hydrogen on the fracture behaviors of Incoloy alloy 825 was investigated by means of slow strain rate testing (SSRT). Hydrogen was introduced into the sample by electrochemical charging. The results show that surface microcracks form gradually during aging at room temperature when desorption of hydrogen takes place after hydrogen charging at a current density of 5 mA/cm2 for 24 h. SSRT shows that the increase of ductility loss is significantly obvious as the hydrogen charging current density increases. Scanning electron microscopy (SEM) images reveal ductile fracture in the pre-charged sample with low current densities, while the fracture includes small quasi-cleavage regions and tends to be brittle fracture as the hydrogen charging current density increases to 5 mA/cm2.