缺口对转向架用SMA490BW钢的疲劳性能的影响

基于高速列车转向架在运行进程中常因承受各种交变载荷而导致疲劳断裂问题,针对CRH2高速列车转向架用SMA490BW钢试样进行拉伸试验,确保SMA490BW钢的力学性能符合标准要求下,对此种钢进行疲劳性能研究并通过扫描电镜进行断口分析。结果表明：与光滑试件(kt = 1)相比缺口试件(kt = 3),疲劳极限应力减小了61％,S-N曲线左侧的斜率更大;其缺口敏感系数为0.786;光滑试样的裂纹源为角部裂纹,缺口试样的裂纹源为表面裂纹。     

超声冲击设备及晶粒细化实验研究

介绍了超声冲击晶粒细化表面处理方法以及系统的总体结构,分析了超声电源功率控制和频率跟踪的实现方法,采用由STC单片机、UC3875移相芯片等组成的、功率输出稳定可调节、频率自动跟踪的超声波电源,搭建了超声冲击晶粒细化设备。对电源输出信号进行了测试,进行了两种材料的表面冲击试验。试验结果表明该设备可以满足超声表面晶粒细化冲击的要求。     

原位观察TiN粒子对低合金高强度钢模拟焊接热影响区粗晶区晶粒细化作用

采用高温激光共聚焦显微镜原位观察和电子背散射衍射技术研究TiN粒子在低合金高强度钢模拟大线能量焊接热循环过程中晶粒细化效果。研究发现合理的Ti和N含量能形成大量细小弥散分布的纳米级TiN粒子,在焊接热循环过程中有效钉扎热影响区粗晶区奥氏体晶界,抑制晶粒粗化。同时,TiN附着在Al2 O3表面析出,在冷却过程中有效促进针状铁素体形核,得到有效晶粒尺寸非常细小的由少量针状铁素体和大量贝氏体构成的复合组织。     

700MPa级超低碳高强度贝氏体厚钢板的晶粒细化机制研究

根据超低碳微合金化的成分设计意图,采用控制轧制和控制冷却工艺得到细化的贝氏体组织,利用光学显微镜、FE-SEM和TEM对各类微观组织和析出物进行了研究和分析.结果表明,700 MPa级超低碳贝氏体厚钢板为细小均匀的粒状贝氏体和少量针状铁素体与多边形铁素体的复合组织,其屈服强度不小于580 MPa,抗拉强度不小于700 MPa,低温冲击韧性为-20 ℃,Akv不小于150 J.钢板具有强度高、韧性好和焊接性能良好的特点,其强度和韧性的良好匹配主要是由于在粒状贝氏体相变前形成了少量的针状铁素体分割奥氏体晶粒,从而细化了最终的复合组织.     

Surface nanostructure formation mechanism of 45 steel induced by supersonic fine particles pombarding

By means of supersonic fine particles bombarding (SFPB),a nanostructured surface layer up to 15 μm was fabricated on a 45 steel plate with ferrite and pearlite phases. To reveal the grain refinement mechanism of SFPB-treated 45 steel,microstructure features of various sections in the treated surface were systematically characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Grain size increases with an increase of depth from the treated surface. Plastic deformation and grain refinement processes are accompanied by an increase in strain. Plastic deformation in the proeutectoid ferrite phases has precedence over the pearlite phases. Grain refinement in the ferrite phases involves: the onset of dislocation lines (Dls),dislocation tangles (DTs) and dense dislocation walls (DDWs) in the original grains; the formation of fine lamellar and roughly equiaxed cells separated by DDWs; by dislocation annihilation and rearrangement,the transformation of DDWS into subboundaries and boundaries and the formation of submicron grains or subgrains; the successive subdivision of grains to finer and finer scale,resulting in the formation of highly misoriented nano-grains. By contrast,eutectoid cementite phase accommodated strain in a sequence as follows: onset of elongated,bended and shear deformation under deformation stress of ferrites,short and thin cementites with a width of about 20-50 nm and discontinuous length were formed. Shorter and thinner cementites were developed into ultra-fine pieces under the action of high density dislocation and strains. At the top surface,some cementites were decomposed under severe plastic deformation. Experimental evidences and analysis indicate that surface nanocrystallization of 45 steel results from dislocation activities,high strains and high strain rate are necessary for the formation of nanocrystallites.     

合金元素对曲轴用非调质钢奥氏体长大和组织细化的影响

通过研究曲轴用非调质钢奥氏体晶粒长大行为和分析工业生产热轧材的显微组织,探讨合金元素Nb、Ti和S的组织细化作用.结果表明：添加质量分数0.027% Nb和0.012% Ti,同时S从0.029%提高到0.046%,加热时间30 min时,能够把奥氏体晶粒粗化温度提高100℃,并明显细化热轧材边部组织.弥散分布、钉扎在奥氏体晶界上的未溶第二相粒子MnS和( Nb,Ti)( C,N),能够有效抑制奥氏体晶粒的长大.在热加工过程中,合金元素的组织细化作用需要适当的变形制度予以匹配,才能得以体现.     

Grain refinement of low carbon steel produced by CSP process

In comparison with conventional production for hot strips, compact strip production (CSP) brings about some new microstructural phenomena. Investigations were carried out to clarify the grain refinement mechanism of low carbon steel strips produced by the EAF-CSP process. Samples, obtained from the same rolling stock during continuous rolling, were examined through SEM,TEM and XEDS. Thin slabs have a dominant columnar structure and the spacing of the secondary dendrite arms ranges from 90 to ~125 μm. The average grain sizes for the central area of the samples from the 1st to 6th pass are 41.6, 25.2, 21.4, 20.2, 13.1, 6.7 μm,respectively. Large number of nanometer oxide and sulfide have been found in the low carbon steel produced by the CSP process.The grain refinement mechanism can be summarized as follows: finer solidification structure of the thin slab; austenite recrystallization at higher temperature and stain accumulation at lower temperature caused by the great reduction of single rolling pass during continuous rolling; nano-scaled precipitates of sulfide and oxide which drag grain boundaries of austenite or ferrite to prevent the grain coarsening.     

Q1030焊接高强钢的奥氏体晶粒异常长大机理

研究了Q1030钢在不同加热温度下的奥氏体晶粒长大现象.在一定温度范围内加热时,Q1030钢的部分奥氏体晶粒异常长大而出现混晶现象.分析了位于不同位置的析出相粒子对阻碍奥氏体晶粒长大的作用,用热力学方法计算不同加热温度下析出相粒子的大小和体积分数,并得出了析出相粒子钉扎阻力随加热温度的变化关系.结果表明,在一定温度范围内钉扎阻力迅速减小,导致部分晶粒异常长大,产生混晶现象.     

超声波处理高温钢液的工具头材质研究

研究了刚玉棒、钨合金棒、外涂ZrO2金属钼棒和Mo-Al2O3-ZrO2金属陶瓷管在钢液中的熔蚀和抗超声波振动的情况. 结果表明:刚玉棒可以承受高温钢液的熔蚀,但在超声振动作用下产生断裂;钨合金棒可以承受强烈的超声振动,但在处理钢液时较短时间内发生了端部熔融;外涂氧化锆的金属钼棒在短时间内(1～2min)可以承受高温钢液的熔蚀,但不能承受强烈的超声振动;金属陶瓷管既可以承受较强的超声振动(250W),又能够抵抗高温钢液的熔蚀,可以作为超声波处理钢液的工具头.     

节点区柱钢管不贯通式钢管混凝土柱-梁节点传力机理研究

为研究节点区柱钢管不贯通式钢管混凝土柱-梁节点的传力机理,文章采用基于纤维模型的有限元软件SeismoStruct开展数值模拟分析,建立了该种新型钢管混凝土柱-梁节点的三维简化模型,模拟节点低周反复荷载作用下滞回曲线并与试验结果进行对比,结果表明,数值模拟分析结果与节点低周反复荷载试验结果拟合良好.在验证简化节点模型正确性的基础上,对框架梁的弯矩分布、环梁的扭矩与弯矩分布进行研究,总结了节点区钢管不贯通式环梁节点的弯矩传导机理.研究表明,该新型节点的弯矩传导主要集中在框架梁轴方向,传力机制较节点区钢管贯通的节点型式直接、有效.     

格构式钢管砼风力发电塔架包裹球 板分支节点屈服机制研究

为了研究格构式钢管砼风力发电塔架包裹球板分支节点的屈服机制,进行了4个万向球板节点模型的静力试验;并采用ABAQUS对试件进行了非线性分析,通过变化包裹体径厚比和节点板厚度2个参数,对球板节点的破坏模式、节点板等效应力及节点交汇区等效应力分布规律等指标进行了分析。结果表明：万向球板节点的破坏主要由节点板连接焊缝强度破坏与压杆失稳而引起;节点板厚度的差异对万向球板节点的承载力影响较为明显,而包裹体径厚比的变化对万向球板节点的承载力影响并不明显;节点板越厚等效应力的分布越均匀;当包裹体径厚比小于等于38.5时,节点的承载力随着γ的增大下降幅度逐渐增大;当径厚比大于38.5时,节点的承载力随着径厚比的增大下降幅度逐渐较小,建议包裹体径厚比取值为38.5;节点板厚度小于等于14 mm时,极限承载力随节点板厚度的增加,其增加的幅度较大;当节点板厚度大于14 mm时,节点的承载力随厚度的增加,其增加幅度逐步减小,建议节点板厚度取值为14 mm。     

Effects of laser heat treatment on the fracture morphologies of X80 pipeline steel welded joints by stress corrosion

The surfaces of X80 pipeline steel welded joints were processed with a CO₂ laser, and the effects of laser heat treatment (LHT) on H₂S stress corrosion in the National Association of Corrosion Engineers (NACE) solution were analyzed by a slow strain rate test. The fracture morphologies and chemical components of corrosive products before and after LHT were analyzed by scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy, respectively, and the mechanism of LHT on stress corrosion cracking was discussed. Results showed that the fracture for welded joints was brittle in its original state, while it was transformed to a ductile fracture after LHT. The tendencies of hydrogen-induced corrosion were reduced, and the stress corrosion sensitivity index decreased from 35.2% to 25.3%, indicating that the stress corrosion resistance of X80 pipeline steel welded joints has been improved by LHT.     

合金对低碳高合金钢冲击腐蚀磨损机理的影响

文章研究了两种低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损行为,通过观察磨损表面形貌和亚表层裂纹, 探讨了合金对低碳高合金钢磨损机理的影响.结果表明,在相同的冲击功下,低镍低碳高合金钢磨损失重略高于高镍低碳高合金钢,两者的冲击腐蚀磨损机理在同一时间段也不尽相同.     

利用SMA拟弹性增强复合材料梁抗低速冲击性能

以形状记忆合金SMA纤维增强复合材料梁为研究对象,根据SMA拟弹性曲线的特性,确立了一种SMA拟弹性应力应变关系的分段线性化模型;根据SMA的能量吸收特性,采用分步能量平衡法,求解了SMA增强复合材料梁受低速冲击时的横向位移和应力;分析了SMA的拟弹性特性对复合材料梁的低速冲击响应性能的影响.研究结果显示,SMA的能量吸收特性能有效地增强复合材料梁抗低速冲击响应性能,梁的最大位移和最大应力都有明显减小.     

热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响

针对某型飞机的焊接模拟件展开了力学特性研究,模拟件为30CrMnSiA高强钢板件的一次焊接试验件,分为焊后热处理与焊后不进行热处理两种加工状态。通过拉伸试验、疲劳试验,对疲劳断口显微组织进行了分析,研究了热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响。结果表明:焊后热处理可以改善焊接接头的力学性能,其中拉伸强度与中值疲劳强度明显提高。通过断口的显微组织观察,可以发现热处理减小了焊缝区的气孔缺陷,改善了焊接接头的疲劳性能。     

热处理工艺对新型高锰钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对Cr、Mo、Ti、Al、Ca、RE新型高锰钢组织和力学性能的影响.试验结果表明,热处理工艺对新型高锰钢组织和力学性能有显著影响.低温等温预处理温度为580 ℃,保温3 h;高温水韧处理加热温度为 1 040～1 050 ℃, 保温3 h.可以改善高锰钢金相组织和力学性能,使σb=954 MPa , σs=507 Mpa,δ=46.8%,αK=338 J/cm2,HBS219.新型高锰钢履带板装车寿命考核结果,使用寿命由原来的3 200 Km提高到7 000 Km以上,取得了明显的经济效益.     

钢纤维增强混凝土异形柱节点的技术经济分析

异形柱体系由于其自身截面特征,造成了节点的薄弱特性,阻碍了异形柱结构体系的发展。以天津市某住宅工程为背景,结合钢纤维增强十字形异形柱节点的抗震性能试验、钢纤维混凝土的设计规定及施工规程,对钢纤维增强型节点建筑进行经济分析。     

RH冶炼超低碳钢内部脱碳机理及控制工艺

为了研究RH真空处理过程脱碳反应速率及其影响因素,并有效地控制超低碳钢在RH真空处理过程中碳含量的变化,根据热力学、动力学原理建立了RH真空处理脱碳数学模型,通过RH真空处理脱碳数学模型研究了内部脱碳反应深度和脱碳速率之间的关系.模型计算结果表明,反应深度的变化和内部脱碳的反应速率是相对应的,采取预真空操作,提升了反应深度,淡化了前期脱碳转折点的影响,加速了前期的脱碳反应,并在RH处理后期找到了内部脱碳向表面脱碳转变的时间临界点.     

机器人超声电火花复合加工机理研究

阐述了超声电火花复合加工的加工机理, 介绍了利用机器人对复杂曲面进行复合超声电火花的加工规律及对其实验结果进行ＳＥＭ 照片的试验研究, 获得较理想的加工效果     

CO_2激光辐照强化钢表面的机理

利用连续多模输出的圆形CO_2 激光束对钢进行连续、大面积辐照表面强化处理,得到了厚度均匀的表面层硬化带。它与未经激光处理的钢表面层相比,显微组织发生了明显的改变,晶粒显著细化,硬度大幅度提高,缺陷密度剧增。进行对比疲劳试验的结果表明,经激光处理的试样,其疲劳区内移,疲劳寿命大大提高。