易切削结构钢中非金属夹杂物与切削性能的相关性

本文以钙硫系易切削结构钢为主要研究对象,借助于定量图像分析仪、电子探针、扫描电镜等仪器和设备,探讨了钢中非金属夹杂物与钢切削性能的相关性。研究钢中非金属夹杂物尺寸对刀具寿命的影响,结果表明:本试验条件下夹杂物对刀具寿命的临界影响尺寸为8μm。还研究了非金属夹杂物的间距、均匀性及数量对刀具寿命的影响。 最后,建立了描述非金属夹杂物特征参数与刀具寿命关系的数学模型。 试验表明,刀具寿命(T)主要受钢中非金属夹杂物有效颗粒数(Ne)和分布均匀度(H)的影响。     

焊缝解理断裂评定的局部法

对尜平台用钢Ａ５３７由ＬＢ５２ＮＳ焊条施焊的接头焊缝采用局部法进行了脆断评定，通过拉伸试验和有限元计算得出了Ａ５３７钢焊缝金属的局面部理参量－威布尔指数ｍ和临界解理应力σｕ，可用于结构的防断设计和安全评定。     

电敏感区法在非金属夹杂物在线检测中应用

针对以往夹杂物检测了线的弊端，给出了了种新颖的在线检测方法－－电敏感区在线检测法，并分别在冷态下（电解质溶液）及热态下（铝液）进行了夹杂物测试，试验证明，将电敏感区法应用于导电液体中非导电夹杂物在线实时测试，所提技术方案是可行的。     

钢中近界面微区的形变与断裂Ⅰ-夹杂物与基体界面近区的形变与断裂

采用增量拉伸、表面复型及剖面金相技术，结合断口分析，揭示夹杂物与基体从相容形变残留内应力到不相容形变而发生夹杂物或其与基体界面断裂成孔洞，孔洞近邻基体局部形变断裂与孔洞长大聚合及最终断裂的微观过程．根据夹杂物特性，结合界面微观力学分析，闸明夹杂物近界面的形变断裂与钢宏观断裂的机理及夹杂物与钢力学性能关系．     

半轴断裂的失效分析

新开发一款半轴,在进行试验过程中出现断裂,采用化学成分分析、硬度测定和宏观微观检测等试验方法对断裂件进行了分析,结果表明,半轴断裂为材料中的非金属夹杂物超标,并提出了改进措施。     

超低温高锰钢埋弧焊焊缝金属微观组织及冲击韧性分析

采用埋弧焊工艺制备低温高锰钢焊缝金属,其主要成分为:0.20%～0.22%C、20.00%～22.00%Mn及2.80%～3.00%Ni。通过-196℃示波冲击试验,结合微观组织和冲击断口表征,分析了影响焊缝金属低温冲击韧性的微观机理。结果表明,该焊缝金属在-196℃的平均冲击值为68.2 J,断裂类型为延性断裂,断口呈韧窝形貌。焊缝金属能发生延性断裂缘于全奥氏体组织具有优异的塑性变形能力。冲击过程组织发生了马氏体相变,即相变诱导塑性(TRIP)效应,这在一定程度上有益于焊缝金属低温韧性的提升。另外,焊缝金属组织中粒径小于0.5μm夹杂物粒子占比为61.5%,这是其保持良好低温韧性的另一因素。     

微合金钢焊缝金属中的针状铁素体

系统地分析了微合金钢焊缝金属中针状铁素体组织的形成条件及特点，对夹杂物粒径、数量进行了统计分析，并阐述了针状铁素体的形核位置。结果表明，焊缝金属化学成分和冷却速度是影响针状铁素体(AF)的主要因素，应力对焊缝金属相变的影响很小。焊缝金属中约有60％夹杂物的粒径都小于0．6μm，只有不足10％的夹杂物粒径大于1．0μm，约有94％以上提供针状铁素体(AF)形核的夹杂物的粒径为0．2～0．6μm．微合金钢焊缝金属最理想的组织是获得大于65％的针状铁素体，其平均板条尺寸约为1μm，AF在原奥氏体晶内合适粒径的夹杂物上形核长大，在较粗大的原奥氏体晶粒和夹杂物粒径大于2μm条件下，焊缝金属可得到大量的AF。AF在夹杂物上形核机理有3种；形核剂与核心共格界面形核机理、高能惰性基体形核机理及高应变能区形核机理。     

焊缝缺口试样解理断裂统计分析和断裂模型

通过大量４ＰＢ试样解理断裂力学和断口参数的统计，发现在缺口前端发生于峰值应力左侧的断裂几率大于右侧，并且随温度的降低发生于左侧的几率增加，解理起裂在离开缺口根部的一个最小距离处才能发生，在某一距离范围内断裂几率最大。通过对上述现象的分析提出缺口试样的解理断裂须满足两个条件，即缺口根部的塑性应变ε＿ｐ大于材料中薄弱环节的起裂塑性应变ε＿（ｐｃ），使解理微裂纹形核；最大正应力σ＿（ｙｙ）大于薄弱环节的解理强度σ＿ｆ，使微裂纹扩展。缺口试样的解理断裂有起裂控制的情形，基于新的断裂物理模型，分析了对起裂点位置的统计结果，以及材料微观断裂力学参数对断裂行为的影响。     

球形非金属夹杂物的应力分析

本文给出了金属中球形非金属夹杂物在外加应力作用下以及基体产生塑性变形后的应力分析结果,讨论了影响夹杂物应力特性的主要影响因素及其对断裂模式的影响,提出夹杂物作为基体解理引发源的必要条件之一是夹杂物与基体界面有足够的结合强度。     

大功率风电机组用轴承钢中非金属夹杂物特征及来源分析

采用非水溶液电解法萃取大功率风电机组用轴承钢轧材中的非金属夹杂物,结合SEM和EDS分析,对夹杂物的形貌、尺寸、成分及类型进行表征,并分析其可能来源。结果表明,该风电轴承钢轧材中非金属夹杂物主要包括Al-Ca-Si-Mg系氧化物和Al-Ca-Si-Mg系硫化物两大类;在钢中T[O]含量仅为0.0007%时,仍存在以SiO2为主的Al-Ca-Si-Mg系大型夹杂物。     

稀土镁球铁中的非金属夹杂物

提供了非金属夹杂物作为球状石墨非自发形核心的视觉证实。球铁中的非金属夹杂物按其分布有:作为球状石墨核心的夹杂物;被石墨晶体包围的夹杂物;和石墨共生的夹杂物;孤立块状分布在基体中的夹杂物。对球铁性能影响最大的非金属夹杂物是孤立分布的夹杂物。     

锆脱氧钢中非金属夹杂物及对显微组织的影响

实验用钢在低碳锰钢基础上采用锆脱氧及钛微合金化,研究了连续冷却和等温热处理条件下的组织转变行为,分析了夹杂物的析出类型及对组织转变的影响机理.统计结果表明:夹杂物在0.2~1μm尺寸范围内有较高的数量密度,主要为Zr O2·Mn S和Zr O2·Mn S·Ti N复相夹杂,与热力学分析结果一致.实验钢以1℃/s连续冷却及500℃等温时均得到晶内针状铁素体组织,促进铁素体形核的主要夹杂物类型为Zr O2·Mn S·Ti N.Mn S以Zr O2为核心复合析出形成贫锰区是促进铁素体形核的重要因素,Ti N的复合析出降低了铁素体形核界面能,进一步促进了针状铁素体转变.     

C-Mn钢及焊缝金属的缺口和裂纹试样的微观断裂行为

本文通过起裂源粒子的特征和尺寸分布、裂源处显微组织和残留裂纹的尺寸分布情况,研究了C-Mn钢和两种焊缝金属的Charpy V,COD和预制裂纹冲击试样的微观断裂行为。发现焊缝中的解理裂纹形核于夹杂物或第二相粒子,母材形核于珠光体团;对于同一材料用缺口试样和裂纹试样测得的微观解理断裂应力的不同值是由于断裂过程中临界事件发生了变化。在-45～-65℃范围内,Charpy V 缺口试样中的临界事件是铁素体晶粒尺寸的微裂纹扩展进入铁素体基体;而在-110℃的裂纹试样中,是第二相粒子尺寸的微裂纹扩展进入临近的铁素体晶粒。临界事件的变化认为与缺口根部和裂纹前端不同的有效剪应力有关。建立Charpy V 和COD实验结果之间关系的条件是有关材料铁素体晶粒和第二相粒子的尺寸应当是类似的。     

冷镦钢非金属夹杂物行为

针对邢钢冶炼ML08Al冷镦钢的铁水预脱硫—顶底复吹转炉—LF精炼-连铸现行工艺与条件,经过系统取样、综合分析对冷镦钢生产过程中非金属夹杂物类型、来源、数量及分布进行了系统研究。研究表明:铸坯中T[O]的平均值为57.6×10-6;铸坯中显微夹杂物平均数量为41.4个/mm2,显微夹杂体积率为0.0485%,显微夹杂主要是复合硅酸盐夹杂和铝酸盐夹杂。铸坯中大型夹杂物的平均含量为30.7mg/10Kg,大型夹杂物也主要是复合硅酸盐夹杂和铝酸盐夹杂。夹杂物主要来源于脱氧产物、保护渣和覆盖剂,还有少量来自钢包、中间包内衬、喷涂料、喷补料和钢包打结料。     

IF钢生产过程非金属夹杂物行为研究

对首钢京唐生产IF钢的同一浇次前2炉的RH精炼、镇静和中间包浇铸过程进行了系统取样,并利用Aspex自动扫描电子显微镜分析统计了钢中夹杂物的成分、尺寸等信息.研究发现,Al2O3-TixO复合夹杂物在Ti合金化和二次氧化的情况下都会生成,并随着精炼的进行逐渐转变为Al2O3,这与热力学计算的结果一致;而Al2O3可以作为Al2O3-TixO的形核核心,形成Al2O3-TixO包裹Al2O3的夹杂物,并且在Al2O3-TixO转变为Al2O3的过程中会导致钢滴进入夹杂物内部,从而形成Al2O3包裹钢滴的夹杂物.     

奥氏体焊缝热裂纹形成机理的研究──成分对25%Cr-20%Ni奥氏体焊缝热裂倾向的影响

为了弄清影响热裂纹产生的基本因素及机理，采用点焊拘束试验对 ２５－２０型及１８－ ８型奥氏体焊缝的热裂敏感性进行了试验，并对裂纹断口形貌和元素在晶间的偏析情况进 行了研究。根据含 Ｓ为 ０．０２３％的 １８－８型焊缝热裂纹断口形貌特征分析了结晶过程中 σ相对提高抗热裂性能的有利作用。确定了 Ｍｎ和 Ｒｅ对 ２５－２０型奥氏体焊缝热裂倾 向的影响规律。     

灰口铸铁焊缝断口分析

通过灰口铸铁同质电弧冷焊焊缝断口宏观与显微分析,对灰口铸铁焊缝裂纹的形成及扩展机理进行了探讨。结果表明：灰口铸铁焊缝冷裂纹开裂主要以准解理断裂方式进行。     

锰对C-Mn钢多层焊缝低温韧性影响的机理

本文通过热模拟、夏氏冲击及启裂源组织观察等实验,研究了锰对C-Mn钢多层焊缝韧性影响的机理。结果发现:启裂的最薄弱环节组织一般为原始柱状晶过热区(1350℃)、不完全重结晶区(860℃)及两者共同作用的再热区域;当锰含量较高时,细晶区也可成为薄弱环节,随着锰含量的升高,薄弱环节中针状铁素体的比例增大,该区的韧性升高,从而使整个焊缝的韧性升高;当锰含量为1.34％时,焊缝的韧性最佳。