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。     

固溶热处理对一种第三代镍基单晶高温合金组织及高温持久性能的影响

研究了固溶热处理对一种Re含量为6.5%(质量分数)的第三代单晶高温合金组织及持久性能的影响,实验结果表明:合金铸态下存在明显的凝固偏析,枝晶间区域存在大量的(γ+γ′)共晶组织。固溶过程中,共晶组织在1 335℃以上开始快速溶解,但难熔元素,尤其是Re元素的偏析需要在1 360℃以上才能有明显改善;经过1 365℃固溶后疏松含量增加至0.21%(体积分数),接近铸态下疏松含量的5.2倍。铸态及经1 360℃和1 365℃固溶热处理后合金的持久性能测试结果显示:固溶热处理显著改善了合金的持久性能,且固溶温度越高,持久性能越高。在高温持久加载过程中,铸态合金的裂纹主要沿枝晶间分布,在(γ+γ′)共晶组织处萌生;当固溶温度较低时,且枝晶干处析出了较多的TCP(topologically close-packed)相,未能充分降低Re元素的偏析可能是导致枝晶干处TCP相大量析出的主要原因;当固溶温度较高时,TCP相析出量较少。     

二氧化硫复合盐雾环境下2024-T351铝合金应力腐蚀开裂

通过SO2复合盐雾试验模拟工业污染海洋大气环境,结合有限元模拟分析、扫描电镜/能谱仪、光电子能谱分析等技术研究2024-T351铝合金在弹性应力区间的应力腐蚀开裂行为.结果表明:应力腐蚀开裂行为优先发生在2024-T351铝合金C型环的顶部应力集中区域;疏松的腐蚀产物层的形貌经历了由细棒状、团絮状到板块状的变化;试验6h就可以监测到裂纹,进行到480h的时候有贯穿裂纹形成,720h的时候试样完全断裂;裂纹为穿晶和沿晶混合机制,主裂纹以穿晶机制沿C型环法线扩展,二次裂纹沿晶界扩展.     

原颗粒边界问题和热处理裂纹形成原因的研究

业已证实,粉末高温合金中原颗粒边界(PPB)问题严重影响合金性能。本文研究了FGH95合金PPB对淬火裂纹的影响,通过对淬火开裂后样品断口形貌、析出相类型、表面俄歇谱化学成分分析找出淬火时裂纹形成的原因和控制因素。 实验结果和分析表明;造成淬火裂纹形成的两种机制,开裂严重的是由于PPB碳化物及在其外表面形成富氧层破坏合金的连续性,促使沿原颗粒边界断裂。开裂不严重的是由于γ相界析出大块γ′相其周围贫A1,Ti区形成易氧化层,促使沿γ相界断裂。 基于两种机制的提出,可以较好地说明影响淬火裂纹形成的主要原因是氧的污染和不适宜的淬火冷却速度。     

铅黄铜制管接头产生废品原因及解决办法的研究

本文对阜新某厂用铅黄铜(HPb59—1)制造气动附件管接头的工艺过程中,产生的大量废品进行了分析研究,并进行了现场实验.经分析表明,产生废品的主要原因是由于过烧和裂纹所造成的.裂纹的类型主要有两种:一种是沿晶开裂,另一种是穿晶开裂.解决的办法是准确控制工件的加热温度与开始模锻温度,且终锻温度不得低于650℃,以及随后进行去应力退火.     

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·     

热模钢中碳化物动态析出与高温塑性的定量研究

研究了碳化物在热变形过程中的动态析出量与钢的高温塑性、晶内强度的定量关系。结果表明：晶内强度随碳化物动态析出量的增加而上升，高温塑性随之而降低．其脆化机制是晶内强度的上升加剧了晶界的热变形，从而导致显微裂纹在晶界上形核长大，最终呈现低塑性沿晶断裂。     

X100高强度管线钢冲击韧性分析

采用冲击试验方法、扫描电镜方法和微观组织分析法对不同温度下X100管线钢管不同位置的冲击韧性进行分析,结果表明,不同位置沿厚度方向上存在不同程度的合金元素偏析,使得不同位置的冲击韧性有较大差异,在钢管90°位置处试样沿厚度方向中间部位有较严重的合金元素偏析,并存在许多非金属夹杂物和微裂纹.     

热机械循环迭加对断裂寿命及断裂行为的影响

在分析热机械疲劳应力状态基础上，测定了热机械疲劳断裂寿命曲线，并研究了断裂特征行为对热机械循环迭加方式的依赖关系．蠕变裂纹萌生与疲劳裂纹扩展是在具有大应变幅的反相迭加（Ｏｕｔ０６ｐｈａｓｅ）条件下试样断裂主要机制．降低热循环范围的最低温度导致疲劳裂纹萌生及扩展，从而加速了穿晶疲劳断裂过程，降低了断裂寿命．晶界上分布的非金属夹杂物诱发沿晶开裂，但晶内夹杂物对穿晶裂纹扩展过程影响不大．减少或消除非金属夹杂物含量有益于提高工程合金断裂抗力．     

管线钢连铸板坯的半宏观偏析和凝固组织

研究了不同凝固组织下管线钢的中心偏析情况.低倍组织腐蚀结果表明,连铸板坯的中心偏析由相对独立的、大小不一的半宏观偏析点组成,且不同凝固组织的半宏观偏析特征有所差别.化学成分分析表明,中心等轴晶时板坯中心为负偏析,且贯穿于整个等轴晶区中,而中心为柱状晶时则表现为正偏析.通过对比化学成分和半宏观偏析面积比发现,板坯的半宏观偏析面积比随C和Mn最大偏析度的增加而增加,由于化学成分分析只能反应局部位置的偏析情况,因此半宏观偏析面积比的方法对生产实践更具有指导意义.对不同过热度下不同凝固组织的半宏观偏析面积比的统计结果显示,在合理使用轻压下技术的前提下,中心为柱状晶更有利于减轻半宏观偏析面积比,进而改善管线钢连铸板坯的中心偏析.     

非调质钢中钛氧化物冶金行为

通过热力学计算及实验,研究了含钛汽车用非调质钢在液态和凝固过程中含钛夹杂物的析出规律.研究表明,通过调整非调质钢中O,Al和Ti的含量,可以控制夹杂的形态和尺寸,从而得到细小、弥散非金属夹杂物作为针状铁素体的形核核心,细化钢的组织,提高钢的强度和韧性.     

非调质钢中钛脱氧产物析出行为

从氧化物冶金的观点从发,利用扫描电镜和图像分析仪研究了非调质钢加钛脱氧后钢液中夹杂物的形貌、组成和尺寸分布以及孕育时间对夹杂的影响,并考察了加钛前后钢的组织变化.结果表明:钛的脱氧产物都可成为硫化锰夹杂的形核核心;此类夹杂物呈细小弥散析出,适当的孕育时间可使夹杂细化;加钛后,钢的组织细化.     

含Ti复合夹杂物对中碳非调质钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜和能谱仪研究了含Ti复合夹杂物对非调质钢组织细化的影响,测定了含Ti非调质钢的室温拉伸强度和冲击功,并观察了断口形貌.结果表明:Ti的复合夹杂物可以作为晶内铁素体形核核心,细化奥氏体晶粒;加Ti后冲击断口中延性形貌所占面积比例上升,在保持非调质钢强度的条件下使韧性提高约50%.     

N80-1套管失效分析

简述了非调质N80套管存在的问题,分析了用非调质钢36Mn2V制造的N80套管在油田失效的原因,并提出了改进措施.     

原位观察MnS对非调质钢拉伸性能各向异性的影响

利用激光共聚焦扫描显微镜原位观察S质量分数为0.065%的非调质钢纵向与横向拉伸过程中MnS的行为,研究MnS形貌与分布对非调质钢各向异性的影响.原位观察表明锻后钢中存在大量长条形MnS,横向与纵向拉伸过程中MnS长度方向与拉力方向取向不同.横向拉伸过程中MnS更易与基体分离产生裂纹,裂纹随MnS长度方向扩展长大,最终导致基体的断裂. MnS在纵向拉伸时不易与基体分离,因此对纵向拉伸性能影响较小.钢中群聚分布的MnS有利于裂纹的聚合长大,会促进基体的断裂.     

Theoretical calculation of the finishing rolling elongation in non?quenched and tempered Si-Mn steel

The finishing rolling elongation in the non?quenched and tempered Si?Mn steel is theoretically calculated using the covalent electron number nA of the strongest bond in alloying phases and the interface electron density difference Δρ. Calculations show that the finishing rolling elongation of the non?quenched and tempered Si?Mn steel can be achieved by subtracting all the elongation decrements of solution strengthening, precipitation strengthening, and interface strengthening from the elongation of the refined α?Fe matrix. The calculated results of the finishing rolling tensile strength σb, the finishing rolling yield strength σs, and the finishing elongation δ of Q345 steel and BG420CL steel agree well with the measured values.     

Effects of sulfur addition methods and Ca-Si treatment on the microstructure and properties of 30MnVS

The effects of sulfur addition methods and Ca-Si treatment on the microstructure and properties of free-cutting non-quenched and tempered steel 30MnVS were investigated by using optical microscopy, SEM and tensile test methods. The results show that sulfur addition methods influence the morphology of sulfides and the properties of 30MnVS slightly. Ca-Si treatment is beneficial for the formation of complex sulfides which normally have oxide cores, therefore, improving the distribution of sulfides in the tested steel and enhancing its toughness. The two methods, pyrite addition during LF process and S wire feeding during VD process, slightly influence the morphology and distribution of sulfides and the properties of 30MnVS; Ca addition not only promotes the nucleation of sulfides on the cores of calcium aluminate inclusions, but also creates modification effect on MnS, reducing the relative plasticity and hot deformability of sulfides during hot rolling process, thereby reducing the length/width value of sulfides and improving their distribution, and significantly enhancing its mechanical properties, in particular, the impact toughness increased by 30%.     

含碲非调质钢 38MnVS6 水口结瘤成因分析

为调控钢中硫化物的夹杂形态和分布, 提升产品品质, 以碲处理工艺代替钙处理工艺开发了高品质含碲非调质钢 38MnVS6, 但在生产过程中会产生水口结瘤现象. 为分析水口结瘤的形成原因, 采用 X 射线衍射分析(X-ray diffraction, XRD)、扫描电镜分析及热力学计算等, 解析了水口结瘤物的主要物相及与钢中夹杂物的关系, 探究了其与碲处理工艺的关联性. 研究结果表明, 水口结瘤物主要由 CaO$\cdot $2Al$_{2}$O$_{3}$ 和 MgO$\cdot $Al$_{2}$O$_{3}$ 组成, 不含碲相关的物相, 其与钢中的氧化物夹杂成分相近, 因此水口结瘤并不是由碲直接造成的. 在碲处理工艺替换钙处理工艺后, 钢中钙质量百分比浓度不足以将 Al$_{2}$O$_{3}$ 改质为低熔点 12CaO$\cdot $7Al$_{2}$O$_{3}$, 当前钢中 Al 和 Ca 主要生成的钙铝酸盐夹杂为 CaO$\cdot $2Al$_{2}$O$_{3}$. 此外, 钢中残余的少量 Mg 使 Al$_{2}$O$_{3}$ 转变为 MgO$\cdot $Al$_{2}$O$_{3}$, 对应的 Mg 质量百分比浓度为 0.25$\times $10$^{-6}\sim $1.46$\times $10$^{-6}$. 当钢液流经水口时, CaO$\cdot $2Al$_{2}$O$_{3}$ 与 MgO$\cdot $Al$_{2}$O$_{3}$ 在水口内壁相互烧结黏附, 不断聚集增厚, 最终形成水口结瘤.     

非调质钢磨削淬硬表面强化试验

与淬回火调质钢相比,空冷非调质钢不但能减低成本,而且可避免热处理所引起的零件变形.磨削强化处理技术是利用磨削热替代高、中频感应淬火热源对钢件表层进行强化处理,将磨削加工与表面强化合为一体.针对非调质钢进行磨削强化研究,通过变切深和变进给磨削强化试验,研究强化层深度的变化规律,对试件的金相组织进行分析.研究结果表明非调质钢磨削强化是可行性的,研究结论为进一步研究非调质钢磨削强化工艺打下了基础.     

微合金钢中夹杂物诱导晶内铁素体析出行为

通过热力学计算及实验,研究了微合金钢加钛脱氧后钢液中夹杂物的形态、组成、尺寸和类型,分析了加钛前后钢的组织变化.结果表明:加钛后,钢的组织明显细化,钛的脱氧产物可成为TiN夹杂的形核核心,还可以包覆在Al2O3夹杂周围,此类夹杂物呈细小弥散析出;这些细小的夹杂物可以在奥氏体晶粒内部诱发晶内铁素体析出,从而产生细化组织的效果.