钒、氮含量对高强度热轧钢板微观组织和强韧性的影响

采用VN16和FeV80两种钒微合金化方式冶炼了4种不同钒、氮含量的试验钢，研究了钒、氮含量对高强度热轧钢板微观组织和强韧性的影响。结果表明，试验钢的微观组织均为铁素体+珠光体，在氮含量很低的情况下，钒微合金化钢的铁素体晶粒较粗大，增钒虽能细化铁素体晶粒，但细化程度并不大；钒氮微合金化钢的铁素体晶粒较细小，增氮能明显细化铁素体晶粒，氮含量越高，细化程度就越大，氮含量是影响铁素体晶粒细化的主要因素。在钒微合金化钢中，第二相颗粒主要在铁素体中析出，起到强烈的析出强化作用，细晶强化作用相对较弱，造成增钒时钢的强度明显提高，而韧塑性有所降低；在钒氮微合金化钢中，增氮能有效促进第二相颗粒在奥氏体中的析出，明显增强钒的细晶强化作用，减弱析出强化作用，使钢的强度得到提高的同时，韧塑性也有所提高，氮含量越高，这种强化效果就越显著。     

T122铁素体耐热钢析出相热力学模拟计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对T122铁素体耐热钢钒含量变化对平衡析出相及A3、A4点的影响进行了研究.结果表明,T122钢的主要平衡析出相为M23C6、MX和Laves相.当钒质量分数在0.15%以下时,将析出极少量的Z相,且其随着钒含量的增加析出量呈直线下降;当钒质量分数在0.28%以上时,将析出两种不同的MX相,随着钒含量的增加MN相的比例下降,而M(C,N)相的比例增加.钒含量的变化对M23C6和Laves相的影响甚小.钒作为封闭奥氏体元素,增加钒含量,铁素体与奥氏体的转变区域将变小.     

钒氮微合金化控冷工艺开发HRB500E抗震钢筋

为降低HRB500E抗震钢筋生产成本,更好地促进其生产及推广应用,国内某钢厂采用钒氮微合金化控冷工艺试制HRB500E抗震钢筋。采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、闪光焊接、材料试验机及力学性能测试,对该工艺析出强化和晶粒细化强化机理及效果,控冷终止温度和钢筋力学性能匹配关系,钢筋金相组织、焊接、时效及高应变低周疲劳性能进行了研究分析。结果表明:钢中加入适量钒氮合金,V(CN)析出量占总钒量的66.67%,微合金析出强化效果明显;控冷后终止温度控制在680～710 ℃,钢筋强度具有25 MP     

轧制工艺参数对钒铌微合金钢沉淀强化的影响

应用 Gleeble-1500 热模拟试验机研究了控轧控冷参数对钒铌微合金钢性能的影响。研究结果表明,钒、铌复合加入比单独加入钢中具有更好的沉淀强化效果。对应于最佳强化效果的轧后冷却速度在 3—4℃/S之间。较低的变形速率与变形温度有利于沉淀相析出。钒含量增加,促使铌在更低的温度下析出,因而使高温应力峰移向低温区。     

V,Nb,Ti碳氮化物在铁素体中的析出与组织演变

对高含量的V，Nb，Ti三种微合金钢进行固溶与等温时效热处理试验，深入研究微合金元素碳氮化物在铁素体区中的析出行为。结果表明，在600℃时效时，钒的碳氯化物析出快，钛的碳氮化物析出较快，铌的碳氮化物析出慢；680℃时效时，钛的碳氮化物析出快，钒的碳氮化物析出最慢．铌的碳氮化物析出速度居中。若微合金元素的碳氮化物析出先于再结晶，则钢的组织主要是无碳贝氏体和粒状贝氏体组织．微合金元素碳氮化物后于再结晶析出，得到的组织主要为回火索氏体组织。     

钒对高铁制动盘钢中碳化物析出及力学性能的影响

随着列车时速不断提高,制动盘承受的热负荷不断增大,这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性,钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响,并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明,增加钒含量使高温析出的V(C,N)含量增加,细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V(C,N)、(Mo,V)C、M7 C3和M23 C6.随钒含量增加,大尺寸M23 C6和M7 C3的析出被抑制,对韧性损害降低;小尺寸(Mo,V)C含量增多,析出强化效果增强.淬火温度为880～900℃时,增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物,弥补了析出强化对韧性的损害,故冲击功变化不大.淬火温度为920～940℃时,提高钒含量促使(Mo,V)C量急剧增加,冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃.     

铜铝合金价电子结构的计算

采用余氏理论计算了铜铝合金在不同时效作用下析出相价电子结构,通过对键强的分析,从而发现相析出过程中合金强度逐渐得到强化.     

多级梯度结构对Al-Zn-Mg-Cu合金力学性能的影响

为了进一步提升析出强化铝合金的强度,采用表面超声滚压和低温时效工艺制备一种多级梯度结构材料,并用SEM/TEM表征分析表层组织。研究结果表明：表层晶粒和析出相均呈现梯度分布。此外,对梯度层的析出相分析发现晶内析出相和晶界析出相种类存在区别,并且伴随着距表面深度的增加,晶界析出相和晶内析出相的数量密度都呈现降低趋势。与时效后粗晶试样相比,多级梯度结构试样的强度得到提升(屈服强度和抗拉强度分别从480 MPa和622 MPa提升到562 MPa和692 MPa)并保持良好的塑性。通过定量计算,发现多级梯度结构试样的强化增量主要源于晶界强化、沉淀强化、位错强化和协同强化的共同作用。     

钒含量对PD3钢碳化钒析出的影响

为了弄清钒在珠光体组织转变中的作用和沉淀析出的规律,通过电化学萃取分析结合透射电子显微镜观察研究了钒含量对PD3钢中碳化钒析出行为的影响。研究结果表明：PD3钢的铁素体和渗碳体中固溶钒的饱和溶解度分别为0．09％和0．23％左右;当钢中钒含量低于0．21％时,钒主要以固溶形式存在,只有极少量的碳化钒质点无序析出;当钢中钒含量增加,超过饱和溶解度后,多余的钒则主要以碳化钒的形式析出;当钢中钒含量高于0．21％,达到0．33％时,碳化钒将以无序状态和“相关沉淀”两种方式大量析出。     

钛和钒对高锰钢高温热延性的影响

运用Gleeble-3500热力模拟试验机对700～1200℃温度范围内高锰钢Mn13单独加入钛(质量分数0.10％)、复合添加钛(质量分数0.11％)和钒(质量分数0.20％)后的高温热延性进行测试.采用扫描电镜和X射线能谱分析仪对不同温度下拉伸断裂后试样的断口形貌以及断口处的析出粒子进行了分析.温度-断面收缩率曲线表明在高锰钢中加入0.10％钛后,其断面收缩率出现了一定程度的下降,这表明钛的加入恶化了高锰钢的热延性;在此基础上加入0.20％钒,高锰钢的热延性出现了进一步的下降,即钛和钒的复合加入严重恶化了高锰钢的热延性.利用Thermo-Calc热力学计算软件对单独含钛以及复合含钛钒的高锰钢在700～1600℃存在的平衡析出相进行了计算,计算结果表明Ti(C,N)的平衡析出温度均约为1499℃,远大于其液相线温度,这说明Ti(C,N)在高锰钢的液相中就可以开始析出.扫描电镜-能谱分析结果表明在奥氏体晶界以及三叉晶界处存在大量的Ti(C,N)和(Ti,V)C粒子,这些粒子的出现抑制了动态再结晶的发生,并且加速了晶界附近裂纹的扩展.     

氮含量对SWRH82B盘条组织和性能的影响

为了研究不同含氮量的SWRH82B盘条在组织和性能等方面的差异,利用液压万能试验机对盘条进行拉伸试验,利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察盘条的微观组织、拉伸断口及第二相析出情况。结果表明：增氮使索氏体组织的层片间距更细小;增加1.38×10-4的氮可使盘条的屈服强度提高8 MPa、抗拉强度提高28 MPa、延伸率降低1.8%、断面收缩率降低5.8%;高氮盘条比低氮盘条的拉伸断口上有更多的夹杂物;高氮盘条中的析出物更多且分布较弥散,析出物主要集中在位错线或原奥氏体晶界上,经标定,析出物中含有细小的V(C,N)颗粒。     

轧后水冷对HRB400钢筋力学性能的影响

HRB400钢筋运用范围逐渐增大,将成为今后的主流产品.对水城钢铁公司生产的轧制后不同冷却制度的Φ25 V强化钢筋的强度、塑性、冲击韧性、高应变低周疲劳性能等力学性能指标进行了测定,并利用显微硬度测试、金相观察及扫描电镜断口观察,发现轧后水冷工艺造成了组织和成分不均匀,使得钢筋强度和高应变低周疲劳性能没有明显提高,并降低了钢筋韧性.试验结果表明水钢HRB400钢筋可以达到国家标准要求,但轧后水冷对于钢筋性能影响不明显.最后总结出在水钢目前实际生产条件下,应不采用轧后控冷工艺.     

基于拉拔试验的GFRP筋与砂浆粘结性能研究

为了获得玻璃纤维筋与砂浆间的合理粘结性能参数,本文采用室内拉拔试验和数值模拟反演分析相结合的手段开展了相关研究.通过开展不同筋材直径与不同砂浆强度下的筋材拉拔试验,得到了不同工况下的粘结强度-滑移量曲线,探明了筋材直径与砂浆强度对GFRP筋粘结强度的影响规律.基于室内拉拔试验结果,采用有限差分软件FLAC~(3D)模拟再现了GFRP筋拉拔试验,对软件中的粘结性能参数进行了反演分析,修正得到了GFRP筋灌浆体刚度和黏聚强度的计算公式.研究结果表明:GFRP筋与砂浆间的粘结强度与筋材直径成负相关,与砂浆强度成正相关;在缺乏筋材拉拔试验数据时,纤维筋锚杆极限粘结强度宜取灌浆体抗压强度的五分之一,以求得灌浆体黏聚强度;纤维筋锚杆灌浆体刚度可采用普通钢筋锚杆灌浆体刚度计算公式获取,但应乘以位于(1/10, 1/15]区间内的折减系数.     

钢筋新型代用材料FRP筋粘结锚固性能试验研究

对混凝土结构中的钢筋新型代用材料ＦＲＰ筋在周围不同环境介质中的粘结锚固性能进行了试验研究。通过对３６个ＦＲＰ筋混凝土和钢筋混凝土所进行的立方体试件中心拔出试验研究,得出了ＦＲＰ筋在混凝土、水泥浆和环氧树脂中的粘结锚固性能。试验结果表明：ＦＲＰ筋在周围不同介质中的粘结锚固性能与钢筋在相应介质中的粘结锚固性能相似;螺旋ＦＲＰ筋的粘结锚固性能要明显高于光面ＦＲＰ筋。     

HRB500级高强钢筋高温后的力学性能试验

对HRB500高强钢筋在高温后的力学性能进行试验,研究不同受火温度对其力学性能的影响,以及高温后的应力-应变关系曲线图的变化规律,并提出相应的力学模型.结果表明,经历高温作用并冷却后,高强钢筋的屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率和截面收缩率等力学性能随所经历的温度的不同而变化,变化规律也不相同. 钢筋的应力-应变关系发生一定的变化,但是一般仍然出现明显的屈服阶段和强化阶段,屈服台阶的高度随着温度的升高而降低;高强钢筋的弹性模量的变化很小.     

余热处理含Nb钢筋中Nb的作用

采用热模拟、透射电镜、电解萃取相分析及电子衍射等手段对余热处理含Nb钢筋中Nb的作用进行了考查。发现经余热处理的含Nb钢筋中,微量Nb的2/3以Nb(C,N)的形式存在,其余为固溶态。固溶于奥氏体和由奥氏体析出的Nb(C,N),强烈阻止了形变奥氏体的再结晶,从而细化了形变奥氏体及相变后的组织,由铁素体或从相界析出的极细Nb(C,N)发挥了析出强化作用。细晶强化及析出强化的共同作用减少了焊区强度降。     

TM210A钢冶炼工艺对其组织和性能的影响

针对TM210A马氏体时效钢在生产过程中出现的组织和性能不能满足标准要求的实际情况，研究了钢的化学成分、真空自耗重熔速度对TM210A钢棒材的低倍组织和力学性能的影响，在透射电镜下观察了固溶态和时效态的显微组织.结果表明，强化元素含量的合理控制能提高棒材的强度，适当的真空自耗重熔速度能有效改善棒材低倍组织，提高棒材强度.在此基础上确立了该钢的冶炼工艺.     

并筋黏结锚固性能试验研究

针对并筋后钢筋与混凝土之间的有效接触面积减小、黏结性能相对变差的问题,通过57个拉拔试件和6个半梁式试件的并筋黏结锚固试验,研究了并筋的黏结锚固性能.试验中考虑了并筋根数、钢筋直径、混凝土强度、锚固长度等因素对并筋黏结滑移性能的影响.试验结果表明:并筋根数越多,名义黏结强度降低;试验方式、锚固长度、钢筋直径、混凝土强度、钢筋位置等因素对并筋黏结强度的影响与这些因素对单根钢筋黏结强度的影响相似,可以引用单根钢筋的试验研究结果分析并筋的黏结锚固性能.基于各国规范黏结强度经验公式和本文的试验数据分析,建议二并筋、三并筋的等效钢筋直径分别取值1.41和1.73.当保护层厚度减小时,可适当延长并筋的锚固长度.     

钒或钒氮合金化对螺纹钢筋力学性能的影响

钢筋混凝土用热轧带肋钢筋是我国钢材产品中用量最大的品种之一.在Ⅱ级钢筋(20MnSi)的基础上加入微合金元素V或VN合金研究其对螺纹钢筋性能组织的影响,建立了添加VFe和VN钢筋V含量与强度的关系,为生产不同级别螺纹钢筋的合金化添加量奠定了基础.     

混凝土结构加固中植筋深度的试验研究

通过在混凝土中植筋的拉拔试验,研究了不同条件下植筋的破坏形态,分析了混凝土强度、钢筋直径和植筋的强度等级对植筋深度的影响,给出了粘结破坏、锥形破坏、钢筋屈服和应力传递破坏等4种破坏形态的计算模型,推导出了相应的植筋深度计算公式,并通过多组试验证明了计算公式的正确性并给出了避免粘结破坏和锥形破坏的植筋深度计算公式．