16Mn钢焊接件疲劳裂纹萌生与扩展观察

该文对16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区（HAZ）中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究。结果发现，疲劳裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关，由于焊接热影响区显微组织的不均匀性，使疲劳裂纹的扩展机制具有某些特殊性。疲劳裂纹扩展阶段裂纹尖端附近为形成于铁素体晶粒内的位错胞及亚晶。在疲劳断裂的各个阶段，其断裂机制是变化的。     

回火温度对600MPa级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了不同回火温度对屈服强度600MPa级Fe-Mn-Nb-B系低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响.结果表明:回火温度对屈服强度和抗拉强度均有较大影响.各回火温度下的低碳贝氏体钢性能与回火前相比,屈服强度均有不同程度的升高,而抗拉强度则均有不同程度的下降;600℃回火时屈服强度比回火前高出105MPa.随着回火温度的升高,屈服强度先上升后又略有下降并在600℃时达到最大值,抗拉强度下降明显,伸长率略有升高,屈强比升高.分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后有更多弥散的尺寸在20nm以下的新的细小粒子析出以及马氏体占绝大多数的大块M/A岛的分解和发生位错多边形的回复有关.     

回火温度对低碳贝氏体高强度钢组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和力学性能试验机等手段,系统研究了不同回火温度下低碳贝氏体高强度钢的组织及力学性能变化.结果表明:回火后位错密度的变化、析出相的形态、板条贝氏体的合并粗化和M/A岛的分解是导致力学性能变化的主要原因.600℃回火后屈服强度较热轧态强度提高了35MPa,-40℃冲击功提高了49J,此回火温度下实验钢具有最佳的强韧性配合.回火后低碳贝氏体高强度钢韧性改善主要是由于粗大M/A岛的分解,细小弥散分布的M/A岛可有效阻止裂纹扩展,改善低温冲击韧性.     

预变形对7N01铝合金力学性能及显微结构的影响

采用力学性能测量和显微结构表征和工艺调控等手段,系统研究了预变形加时效的组合工艺对7N01铝合金力学性能和显微结构的影响.研究表明:与单一的变形强化工艺和单一的时效强化工艺相比,合适的形变时效工艺能大幅提高材料的性能.本实验采用10%预变形后120℃再时效,合金的屈服强度可以达到430 MPa,抗拉强度可以达到470MPa,延伸率仍然保持在14%.随着预变形量的增加,合金的强度先上升后下降,采用过大的变形量反而不利于优化材料力学性能;变形引入的位错会对后续时效强化中纳米析出相颗粒的种类、尺寸和分布等产生关键作用,从而影响材料最终的综合力学性能.     

含损伤焊接接头裂纹体J积分的有限元数值研究

针对三点弯曲裂纹试样，利用弹塑性损伤-应变耦合的有限元方法，研究了在不同强度匹配焊接接头中，母材区断裂应变的变化对焊缝区裂纹断裂力学参量J积分的影响规律研究结果表明，在焊接接头中，材料损伤的出现将使裂纹扩展驱动力J积分增加，即裂纹更易扩展。对于高、等和低匹配的焊接接头，在焊缝区各项力学性能参数保持不变的条件下，随着母材区断裂应变的减小，焊缝区的塑性应变及裂纹扩展驱动力J积分均有明显的提高，使结构的安全性下降。随着接头强度匹配比的降低(母材屈服强度的升高)，母材区断裂应变的变化对J积分的影响作用逐渐减弱。     

疲劳载荷下焊缝金属中微观力学性能的研究

运用透射电子显微镜对不同载荷、不同循环次数作用下焊缝金属中的位错及其组态的变化、共析组织的损伤过程进行了观察与分析,研究表明,疲劳载荷下焊缝金属中铁素体的疲劳损伤的特征是位错组态的变化;共析组织中的渗碳体发生碎化,导致疲劳裂纹的萌生.     

显微组织参量对马氏体—贝氏体复相组织轴承钢屈服强度的影响研究

本文研究了GCr15轴承钢在M_s点上下保温不同时间等温淬火并低温回火后,显微组织参量和残留奥氏体量随贝氏体体积分数变化的规律,测定了不同贝氏体体积分数时复相轴承钢的屈服强度、冲击韧性等力学性能数据.复相组织中马氏体相屈服强度与有效晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch 晶粒细化强化模型,而下贝氏体相的铁素体条片宽度((?)_B)和碳化物粒子间距((?)_c)分别按Langford-cohen 亚结构强化关系和Orowan 弥散强化关系为屈服强度增值作出贡献,残留奥氏体量则将导致屈服强度下降.综合复相组织中各相的显微组织参量对屈服强度的影响规律并进行数学处理,导出马氏体-下贝氏体复相轴承钢屈服强度的数学表达式,并用力学性能测试数据予以校核,吻合较好.     

CoCrMnNiFe 高熵合金成分对力学性能影响机制研究

为探究CoCrMnNiFe高熵合金中成分变化对力学性能的影响,利用分子动力学模拟了主元成分变化对力学性能的影响,同时分析了其微观物理机制。结果发现：Ni含量升高,CoCrMnNiFe高熵合金弹性模量、屈服强度和抗拉强度均逐渐增大;Fe、Mn、Cr含量升高会降低CoCrMnNiFe高熵合金弹性模量、屈服强度和抗拉强度;Co含量变化对力学性能影响较小。此外,还阐明了成分变化影响CoCrMnNiFe高熵合金力学性能的微观物理机制,发现通过调控高熵合金成分可以调控其层错能,从而影响其位错形核能力。     

卷取温度对高Ti高强钢组织及性能的影响

利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究卷取温度对高Ti微合金热轧高强钢显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着卷取温度的升高,抗拉强度不断减小,屈服强度先增加再减小,伸长率不断增大。当350℃卷取时,试验钢拥有良好的综合力学性能,即抗拉强度为1 253 MPa,屈服强度为1 099 MPa,伸长率为13%,-20℃冲击功为102 J。这是因为该卷取温度略低于M_s点,试验钢显微组织由大量板条贝氏体(细小且交织)、少量马氏体和针状铁素体组成,这种显微组织能有效阻碍位错运动,从而提高强度。同时大角度晶界能够阻碍裂纹扩展,再加上板间的薄膜M/A,保证了材料的塑性和韧性。     

CSP工艺生产硼微合金化SPHD板的组织性能

以CSP流程生产的含B和无B的SPHD冷轧基板为实验材料,运用拉伸实验、金相观察、SEM、TEM和EBSD手段,对比分析了两种钢的力学性能、组织、析出物、位错密度和晶体学取向的变化. 研究表明:微合金元素B的加入明显使SPHD冷轧基板的铁素体晶粒粗大化,钢中有粗大的析出相粒子产生,且位错密度下降,从而引起屈服强度的降低. 采用背电子散射EBSD技术分析了无B和含B钢的晶体学取向,其取向主要为大角度晶界,且无B钢中存在着大量的亚晶.     

2Cr13钢离子渗氮疲劳缺口敏感度非真实性的讨论

离子渗氮提高２Ｃｒ１３钢光滑和缺口疲劳极限的幅度与疲劳薄弱环节出现的位置有关，渗氮处理提高缺口试样的疲劳强度更加有效，用主要取决于心部性能的光滑疲劳极限和主要取决于渗氮层性能的缺口疲劳极限，计算得到的疲劳缺口敏感很小，具有非真实性，文中给出了真实性强的合理估算值，并提出疲劳缺口敏感度真实与否的判断原则，该原则也适用于其它的表面强化处理。     

某低压涡轮工作叶片高温低循环疲劳寿命预测

针对某航空发动机低压涡轮工作叶片建立了全尺寸有限元模型·根据台架试验及实际工作承载条件,综合考虑叶片工作时所承受的离心负荷与气流力,进行了弹塑性有限元分析;研究了箍带与叶身小孔的配合间隙对结构应力场分布的影响,发现叶片结构强度的薄弱之处为榫头第一喉部、叶身小孔及叶背一侧圆根处·以此为依据,对叶片进行了高温低循环疲劳寿命预测·计算结果表明:叶身小孔与箍带的最大配合间隙对结构静强度及寿命影响较大,寿命计算时应当考虑平均间隙量的影响;随着计算温度的提高,寿命计算结果大幅度下降·     

钢铁材料中刃位错与溶质原子的交互作用

通过计算机编程建立了钢铁中铁素体相中的1/2[1 1 1]刃位错的原子结构模型,用实空间的连分数方法计算了碳、氮及合金元素在完整晶体及位错区引起的总结构能和环境敏感镶嵌能,讨论了碳、氮及合金元素在位错区的偏聚及交互作用.计算结果表明:轻杂质C,N易偏聚于位错芯处;强、中碳化物形成元素(Ti,V,Nb,Cr)易偏聚于刃位错线上,非碳化物形成元素Ni偏聚于位错线下方的弹性扩张区;轻杂质加剧强碳化物形成元素在刃位错区的偏聚,当温度下降使得C,N及合金元素的浓度超过其最大固溶度时,钢铁中刃位错区将有C,N金属间化合物脱溶,这些化合物会阻碍位错的运动,起到第二相粒子的强化作用.     

Influence of silicon on the microstructures,mechanical properties and stretch-flangeability of dual phase steels

Uniaxial tension tests and hole-expansion tests were carried out to determine the influence of silicon on the microstructures, mechanical properties, and stretch-flangeability of conventional dual-phase steels. Compared to 0.03wt% silicon, the addition of 1.08wt% silicon induced the formation of finer ferrite grains (6.8 μm) and a higher carbon content of martensite (C_m ≈ 0.32wt%). As the silicon level increased, the initial strain-hardening rate (n value) and the uniform elongation increased, whereas the yield strength, yield ratio, and stretch-flangeability decreased. The microstructures were observed after hole-expansion tests. The results showed that low carbon content martensite (C_m ≈ 0.19wt%) can easily deform in coordination with ferrite. The relationship between the mechanical properties and stretch-flangeability indicated that the steel with large post-uniform elongation has good stretch-flangeability due to a closer plastic incompatibility of the ferrite and martensite phases, which can effectively delay the production and decohesion of microvoids.     

回火对非调质SG钢组织和性能的影响

采用低频力学谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜并结合JMatPro软件分析了贝氏体型非调质SG钢在350 °C回火后的组织及强韧化机制,分析其内耗与温度的关系曲线中Snoek峰、SKK峰及其微观形貌,探讨了贝氏体中铁素体的碳原子分布及析出行为、粒状贝氏体中岛状马氏体/奥氏体的分解规律.结果表明：未回火SG钢的Snoek峰强度极低,且贝氏体中铁素体的固溶碳原子含量较低;经350 °C回火2 h后,SG钢的屈服强度最高.这是由于析出强化和位错强化共同作用的结果,其中分解出现的弥散碳化物Cr7C3相起到了主要作用.     

低载强化对圆柱齿轮残余应力影响的试验研究

以经过表面工艺处理的高强度齿轮单齿弯曲为例,试验研究了疲劳极限以下小载荷强化和疲劳损伤载荷对齿根残余应力的影响.结果表明,经过强化小载荷对反复锻炼后,单齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命还能够得到强化和提高;小载荷的反复锻炼不会影响和破坏齿根表面的残余应力;疲劳极限附近的损伤载荷加载到疲劳寿命中期对齿根的残余应力没有显著影响;屈服强度附近的损伤载荷加载到疲劳寿命中期,齿根的残余应力明显衰减.     

激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮X射线衍射分析

在40CrNiMoA钢激光相变硬化基础工艺研究的基础上,通过采用齿轮激光热处理关键技术,获得了沿齿廓均匀分布的理想硬化层。对渗碳淬火齿轮(20Cr2Ni4A)和激光淬火齿轮(40CrNiMoA)进行了齿轮X射线衍射分析。试验表明,激光淬火齿轮淬硬层中微晶尺寸明显小于渗碳淬火齿轮的微晶尺寸,激光淬火齿轮淬硬层的残余奥氏体含量较高,而其位错密度比渗碳淬火齿轮高一个数量级。从不同角度证实了激光淬火齿轮接触疲劳强度高于渗碳淬火齿轮接触疲劳强度。     

Nanoscale precipitates and comprehensive strengthening mechanism in AISI H13 steel

The effects of heat treatment on the precipitates and strengthening mechanism in AISI H13 steel were investigated. The results showed that the presence of nanoscale precipitates favorably affected grain refinement and improved the yield strength. The volume fraction of precipitates increased from 1.05% to 2.85% during tempering, whereas the average precipitate size first decreased then increased during tempering. Contributions to the yield strength arising from the various mechanisms were calculated quantificationally, and the results demonstrated that grain refinement and dislocation density most strongly influenced the yield strength. In addition, under the interaction of average size and volume fraction, precipitates’ contribution to the yield strength ranged from 247.9 to 378.5 MPa. Finally, a root-mean-square summation law of σ = σ_g + σ_s + (σ_d2 + σ_p2)1/2, where σ_g, σ_s, σ_d, and σ_p represent the contributions of fine-grain strengthening, solid-solution strengthening, dislocation strengthening, and precipitation strengthening, respectively, was confirmed as the most applicable for AISI H13 steel, which indicates a strong link between precipitates and dislocations in AISI H13 steel.     

热处理对3Cr2W8V和4Cr5MoSiV1钢力学性能的影响

本文对热作模具钢３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ和４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶ１钢的耐磨性、高温拉伸、冲击性能及热疲劳抗力进行了对比研究．结果表明，４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶ１钢的高温强韧性优于３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢，且具有更高的耐磨性及热疲劳抗力，更适宜做摩擦压力机热锻模．     

等温淬火球墨铸铁的组织与旋转弯曲疲劳性能

研究了一种ｃｕ－Ｍｏ球墨铸铁经６４３Ｋ、６１３Ｋ与５５３Ｋ等温淬火后的旋转弯曲疲劳性能与组织。结果表明，等温淬火球墨铸铁的疲劳寿命随塑性的上升与强度的下降而增高。具有奥贝基体的试样有着优秀的疲劳性能。这与文献中报导的结果一致。讨论了试样的组织与疲劳寿命的关系，指出球铁中的奥贝组织与大多数钢中的上贝氏体不同，因而等温淬火后球铁与钢的疲劳强度的变化具有相反的规律。