几种国产合金结构钢的断裂韧性

本文选用40CrNiMoA钢以及新型高强度低碳马氏体类钢20SiMn 2 MoVA、22CrMnSiMoVA、25 SiMn 2 MoVA等材料,在不同的热处理(回火)状态下,进行了三点弯曲断裂韧性K_(IC)的测定,对40 CrNiMoA钢还进行了V形缺口夏比冲击试验(CVN)以及预制疲劳裂纹的CVN试样的冲击试验(W/A)。试验表明,对于中碳合金结构钢,在不同热处理状态下,K_(IC)值随强度指标σ_s、σ_b的增加而降低,但K_(IC)与σ_s、σ_b并不成反比关系;对于低碳合金结构钢,在低中温回火范围内,K_(IC)值随强度的增加而增加,因此,不能认为“材料强度的提高必然会导致断裂韧性的降低”是一个普遍规律,至少,它不适用于Si—Mn系列低碳马氏体类钢。40 CrNiMoA钢的尺寸因子(K_(IC)与δ、ψ的关系曲线上出现的转折说明,过高的δ、ψ对(K_(IC)/σ_s)~2作用不大,在选择材料和制定工艺时,对δ、ψ要合理要求,以利材料强度潜力的发挥。三种新型高强度低碳马氏体类钢的试验结果指出,在淬火低温回火即保持低碳马氏体组织状态时,这类钢具有较高的强度和较高的断裂韧性,与等强度的中碳合金结构钢相比,其断裂韧性值要高得多。这类钢的推广使用将在减轻产品重量,防止脆性断裂方面发挥积极作用。试验还表明,α_k、CVN值与K_(IC)随回火温度的变化有相同的走向,W/A值与K_(IC)有较密切的关系。     

三种渗碳结构钢经不同化学热处理后耐磨性的研究

研究了经渗碳、碳氮共渗、氮化处理后18Cr2Ni4WA、27SiMnMoV和25SiCrMoV钢的耐磨性.结果表明,经三种不同化学热处理后,25SiCrMoV钢的耐磨性最好,18Cr2Ni4WA钢的耐磨性最差.     

几种国产合金结构钢的断裂韧性及其和其它机械性能的关系

随着现代生产技术的发展,各种新型机械产品以及高强度和超高强度的金属材料不断涌现。但在传统的强度、塑性等指标符合设计要求的情况下,仍然多次发生突然的脆性断裂,有时还造成灾难性事故。根据实践的需要,人们引进断裂韧性这个新的机械性能指标,用以衡量材料抵抗脆断的能力。十几年来,国内外都对此开展了大量工作。我室对某些钢种断裂韧性从宏观现象到微观机理进行了研究,并对断裂韧性与强度之间的辩证关系作了初步探讨。过去有些人从某些钢种的强度提高时,断裂韧性就相应降低的现象出发,认为断裂韧性与强度二者似乎必然是此消彼长、互相排斥的。实验事实说明这种看法是片面的。断裂韧性与材料的化学成分、金相组织等都有关系。在某些条件下,如对许多中碳合金结构钢,断裂韧性与强度主要表现为互相排斥,二者有相反的变化趋向;但它们之间的关系呈现出一定的阶段性,不能简单化地对待。在另一些条件下,如对我国创制的硅锰系列低碳马氏体类钢种,在一定回火温度范围内,断裂韧性与强度则表现为相互依赖,二者有相同的变化趋向,当强度提高时,断裂韧性也随着提高。可见断裂韧性与强度的关系在一定条件下可以发生转化,它们既是对立的,又是同一的。我们必须在马克思主义哲学指导下,全面认识事物的客观规律,才能根据机械零件的实际需要,充分发挥金属材料的强度潜力,达到最佳的综合机械性能。试验还表明,具有板条状组织的硅——锰系列低碳马氏体类钢种具有高强度和大韧性相结合的优点。这类钢的推广应用,将对减轻机械产品重量,同时又保证安全运行发挥积极作用。     

低温钢焊接接头断裂韧性的研究

引言自从焊接结构得到广泛应用以来,在许多国家中,一些桥梁、船舶、压力容器、管道、贮罐、和建筑机械等金属结构,曾发生过不少脆性破坏事故。由于这种事故具有突然发生不易予防的特点,所以它们的后果是严重的,甚至是灾难性的。其中最著名的有比利时30年代一些钢桥的破坏事故,美国40年代“自由”型万吨货轮的大量破坏事故,最突出的有     

热处理制度对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金断裂韧性的影响

本文研究了不同时效制度对Al-2.52Li-1.21Cu-0.70Mg-0.15Zr(8090型)合金断裂韧性的影响。结果表明,采用预变形加双级时效工艺可以明显地提高这种合金的断裂韧性。断裂韧性的改善与组织结构有关,即采用这种工艺增加了S′相的析出,并缩小晶界无析出带宽度,因而使变形较为均匀,减少沿晶低能断裂倾向。依据组织观察结果,讨论了时效制度、显微组织和断裂韧性之间的关系。     

浅谈几种真空热处理技术

真空热处理技术是传统的热处理技术和现代化的真空技术、电子计算机技术、自动化技术相结合而成的一种高效、优质、节能的先进热处理技术,具有无脱碳、无氧化、可保持零件表面光亮、可使零件脱脂、脱气、变形小、节能且易于控制等优点,已在国内外广泛运用。简单阐述了真空油淬技术、对流加热技术、真空渗碳技术、真空渗氮技术、真空加压气淬等真空热处理技术,以说明该技术的发展情况及发展趋势。     

2219铝合金VPTIG焊接头的低温断裂韧性

采用裂纹尖端张开位移(crack tip opening displacement,CTOD)试验研究了高强2219铝合金变极性钨极氩弧焊(variable polarity tungsten inert gas welding,VPTIG)接头各部位的低温断裂韧性,利用扫描电镜对各部位的CTOD试验断口特征进行分析,并结合金相组织进一步阐明组织与断裂韧性的关联.研究结果表明,2219铝合金VPTIG焊接头各部位表现出不同的低温断裂韧性,熔合线最低,热影响区高于焊缝,但均低于母材.扫描电镜断口观察结果表明,母材、焊缝及热影响区的断裂机制为剪切断裂,熔合线的断裂机制为准解理断裂.金相组织分析较好地解释了焊接接头不同部位断裂韧性的差异.     

中、低碳合金结构钢的断裂韧性与电子断口特征的关系

我们对40CrNiMo、20SiMn2MoV等几种中、低碳合金结构钢的不同热处理状态的断裂韧性K_(IC)及其与其它基本机械性能的关系进行了研究,得出:对于中碳合金结构钢40CrNiMo,随着强度的提高, 断裂韧性是降低的,符合一般的认为断裂韧性与强度是相互矛盾的看法;但对低碳合金结构钢20SiMn2MoV等,在低、中温回火范围内,K_(IC)值却是随强度的增加而增加,这类钢既具有较高的强度又具有较高的断裂韧性。我们对上述几种钢的断裂韧性试样断口进行了电子显微镜观察,研究了断裂韧性与电子断口特征的关系,对低碳合金结构钢具有高断裂韧性的原因,从电子断口特征方面进行了初步的分析与解释。研究表明:断裂韧性试样预制疲劳裂纹带之后有一个较平坦的延伸带,延伸带后紧接着是有一定宽度的韧窝带。它们的出现与否及宽窄,与材料的K_(IC)值有密切关系。延伸带W_s愈宽,材料K_(IC)值愈高。W_s与表明材料微区塑性的裂纹尖端曲率半径ρ或裂纹尖端张开量2V_c成正比,而K_(IC)~2≈4Eσ_s∈Eρ(=4Eσ_sV_C)。高强度低碳马氏体合金结构钢既具有高的σ_S,又有宽的延伸带W_s(即大的ρ和V_c),因而这种材料在具有高强度的同时,又具有高的断裂韧性。韧窝带W_D的宽度与计算的塑性区尺寸Y_P有相同的数量级,可以从W_D的大小来比较K_(IC)的高低。文中还描述了塑性稳定扩展和脆性失稳扩展的断口特征,并做了一些解释和说明。     

结构钢的低温冷脆及断裂机理概述

本文对结构钢低温脆性断裂做了系统的论述,同时介绍一些脆性断裂理论。冷脆性指标是防止低温脆断的重要依据,本文简述了几种常用的冷脆性判据。     

中、低碳合金结构钢的断裂韧性及其与其它机械性能指标的关系

本文研究合金结构钢的断裂韧性及其与其它基本机械性能指标之间的关系,并着重讨论了中碳含量和低碳含量的合金结构钢其断裂韧性与各种机械性能指标之间关系的差异,得出来一些值得重视的结果。中碳合金结构钢选用有代表性的钢种40CrNiMo,低碳合金结构钢选用高强度低碳马氏体类合金结构钢20SiMn2MoV、22OrMnSiMOV和25SiMn2MoV。试验表明:对于中碳合金结构钢,在不同热处理状态下,K_(IC)值随强度指标σ_s、σ_b的增加而降低,但K_(IC)与σ_s.σ_b并不成反比关系;对于低碳合金结构钢,在低中温回火范围内,K_(IC)值随强度的增加而增加,因此,不能认为“材料强度的提高必然会导致断裂韧性的降低”是一个普遍规律。400rNiMo钢的尺寸因子(K_(IC)/σ_s)~2与δ、Ψ的关系曲线上出现的转折说明,过高的δ、Ψ对(K_(IC)/σ_s)~2作用不大,在选择材料和制定工艺时,对δ、Ψ要合理要求,以利材料强度潜力的发挥。三种新型高强度低碳马氏体类钢的试验结果指出,在淬火低温回火即保持低碳马氏体组织状态时,这类钢具有较高的强度和较高的断裂韧性,与等强度的中碳合金结构钢相比,其断裂韧性值要高得多。这类钢的推广使用将在减轻产品重量、防止脆性断裂方面发挥积极作用。试验还表明:冲击值a_k、CVN与K(IC)随回火温度的变化有相同的走向,予制疲劳裂纹的夏比试样冲击值W/A与K_(IC)有较密切的关系。     

结构钢在低温下的多次冲击断裂抗力

本文通过对缺口试样在低温下的多次冲击弯曲断裂抗力研究,初步探讨了结构钢45Cr、40MnB、20Cr、45钢等的多次冲击断裂抗力随试验温度而变化的规律,并以45Cr钢为重点研究了低温多冲断裂抗力与材料强、塑、韧配合的关系.认为在温度不太低(t>-50℃)的情况下,钝缺口(r=1.0mm)试样的多冲抗力,中温回火仍能显示优越性.在强、塑性能相近的条件下,40MnB的低温多冲抗力高于45Cr.45钢淬火500℃回火之后的低温多冲寿命是45钢正火态的10倍.20Cr低碳马氏体的低温多冲抗力较之上述几种中碳钢或中碳低合金钢调质态的都更优越.     

两种耐寒性不同的小麦低温处理后ATPase同工酶的变化

正常温度条件下（２５±１℃）培养的冬小麦京农Ｓ５１００、临远７０６９和春小麦津春４号、津春９号幼苗叶片内均显示出６条ＡＴＰａｓｅ同工酶谱带，芽鞘内则为９－１０条，表明ＡＴＰａｓｅ同工酶不能反映出两种类型小麦在耐寒性上的差异。１－４℃低温处理１－４周后，冬小麦和春小麦幼苗叶片及芽鞘内ＡＴＰａｓｅ同工酶谱均有所减少，叶片中由６条减至１条（ＡＴＰａｓｅ５），芽鞘由９－１０条减至２条（ＡＴＰａｓｅ６，ＡＴＰａｓｅ７），将１－４℃低温处理１－４周后的小麦幼苗转入正常条件下再培养１周，使其幼苗生长恢复正常，检测叶片及芽鞘内的ＡＴＰａｓｅ同工酶，发现各自均基本恢复到低温处理前的水平。     

组织和成分因素对低碳结构钢解理断裂应力及断裂韧性的影响

本文揭示了板条组织的解理断裂应力在整个试验温度范围内是不依赖于温度而变化的。表明组织类型对解理断裂有重要影响:马氏体组织具有极高的解理断裂应力以及在同样试验温度下低的断裂韧性,铁素体截然相反,贝氏体位于其间。此外碳含量有其附加影响。切口试样测得的解理断裂应力明显高于光滑试样。     

40SiMnCrNiMoV钢的断裂韧性的测定及热处理的影响

本工作是采用三点弯曲试验方法测定超高强钢40SiMnCrNiMov的平面应变断裂韧性K_(1c),按照ASTME399—72规范进行。 实验研究了若干热处理工艺对40钢断裂韧性的影响,包括断裂韧性和回火温度的关系;220℃到330℃之间等温转变对K_(1c)的影响以及不同淬火温度、回火对断裂韧性的影响。配合金相和电镜的观察对试验结果进行初步分析。提高淬火温度,保持低温回火可以增加K_(1c)值,稍高于Ms点的等温转变对断裂韧性的影响,值得进一步研究。     

一种含稀土锰钢的热处理和低温韧性研究

本文研究了加稀土5％Mn钢的热处理、组织和机械性能,探索其部分代替9Ni钢使用于-196℃的可能性,并以同样成分的无稀土钢作为对比,研究稀土在该钢中的作用。     

不同类型裂纹断裂韧性的实验研究

利用国产921船板铜三点弯曲试样,对具有不同裂纹深度的几组贯穿直裂纹和一组表面半椭圆裂纹试件进行了 J 积分及 COD 值的实验研究。对实验结果进行了分析讨论,验证了将半椭圆裂纹简化为当量穿透裂纹的可行性,有着重要的工程实际意义。     

弹簧鋼的低温形变热处理

本文研究了工业用50CrVA及65Si2MnWA两种弹簧钢的形变热处理。原钢丝直径为2.53毫米,采用电接触加热和拉拔的方法进行形变热处理工艺。奥氏体化温度为950℃,形变温度为650、580、520和400℃,形变量为0～40%,形变后钢丝分别用水冷、油冷和空气冷却,以兹比较,将经过一定的形变热处理后的钢丝分别在100、250、350、500及600℃同火30分钟,确定了囘火温度对形变热处理后机械性能的影响惭芯苛酥馗慈却矶云浠敌阅艿挠跋臁S氪送?也进行了金相与物理检验。研究结果表明;50CrVA钢及65Si2MnWA钢分别进行了35%及40%的低温形变热处理后,和未形变者比较,强度极限分别提高了32.2%及41.6%,屈服极限分别提高了37.8%及48.4%,硬度分别提高了Hvi02公斤/毫米~2及Hv32公斤/毫米~2。使得这两种钢在具有可满足的塑性条件(δ≥5%,ψ≥20%)下,强度极限达到了280公斤/毫米~2及314公斤/毫米~2。屈服极限达到了270公斤/毫米~2及292公斤/毫米~2。最合适的形变温度为520℃左右,形变后应水冷。低温形变热处理能大大提高钢的抗囘火稳定性缭?00℃同火时的机械性能和普通热处理比较,在相同的塑性条件下,屈服极限分别提商了80.5%(50CrVA)及62.0%(65Si2MnWA),强度极限分别提高了64.0%及59.0%。试验证明:不论在珠光体还是在过冷奥氏体状态下进行冷作硬化,其遗传性是相当巩固的。研究结果表明:这种方法不仅有快速热处理的特点,而且能此较稳定地控制形变热处理的各个工艺参数,因而获得了满意的机械性能。对于试制超高强度的钢丝具有现实意义。     

低温环境下复合材料层板动态断裂韧性的实验研究

利用ＭＴＳ材料试验机和自制的低温实验装置，研究了玻璃布－环氧层板（ＧＦＲＰ）在０℃、－３０℃低温环境下的动态断裂性能。采用ＷＥＫ断裂模型来预测低温环境下ＧＦＲＰ材料的动态断裂韧性，给出了具体的实验测试步骤和理论分析方法。同时测定了单边切口试样拉伸情况下的断裂功，和ＷＥＫ模型计算值进行比较，这两种方法都反映出温度和加载速率的改变对玻璃布－环氧层板材料的断裂性能有明显的影响。在低温环境下，当应变速率提高时，断裂性能明显增强；和室温情形相比，在低温环境下，ＧＦＲＰ材料的断裂性能有所提高     

提高60kg级结构钢焊条低温韧性的研究

采用微合金化方式，通过焊条药皮向焊缝过渡微量合金元素来提高Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系６０ｋｇ级结构钢焊条焊缝金属低温韧性。试验结果表明：仅向焊缝过渡大约０．０２１％Ｔｉ时，焊缝韧性就较大的改善。     

热处理工艺对含锑ZL104铝合金断裂韧性的影响

本文运用断裂力学的方法对含锑ZL_(104)铝合金在不同热处理工艺下的断裂韧性进行了一系列的测试,探索了热处理工艺对断裂韧性的影响规律;并从微观与宏观两个方面寻求最佳的热处理工艺制度。结果表明:含锑ZL_(104)铝合金较好的热处理工艺为545℃保温6小时淬火,在185℃时效12小时。