服役U71Mn钢轨疲劳裂纹萌生及扩展分析

采用HV-1000型显微维氏硬度计、光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等手段,研究了服役后U71Mn钢轨表层力学性能、轨距角处的显微组织以及裂纹萌生和扩展机理.结果表明:钢轨表层轨距角处的硬化程度最严重,并且该区域沿列车运行方向呈现出较为严重的剪切塑性变形,裂纹容易在该处萌生.钢轨轨距角处的裂纹萌生受到表层切应力分布状态、表面摩擦因数以及表层夹杂物等的综合影响,钢轨表层受到循环应力的反复作用,在加工硬化的作用下材料局部发生硬化,塑韧性降低,另外钢轨表层有大量长条状的MnS夹杂物,这些因素都极大地促进了疲劳裂纹的萌生.轨距角处的裂纹沿着钢轨表层剪切塑性变形的方向扩展,主要方式是穿晶扩展,裂纹间隙中较多的氧化物对裂纹扩展有较大的促进作用.     

U75V高速轨钢脱碳的影响因素分析

在不同炉内气氛、加热温度、停留时间以及是否采用保护涂料等条件下,对U75V高速轨钢脱碳的影响因素进行分析。结果表明,正常轧制时,应尽量避免预热段为氧化性气氛,在预热段空气消耗系数为1.2、均热段空气消耗系数为0.8时,钢坯的脱碳层深度最浅;采用保护涂料方式可使钢坯氧化烧损量减少20%～30%,脱碳层深度减少29.7%。     

37Mn5钢高温变形抗力模型及动态再结晶动力学模型研究

通过Gleeble热模拟试验获得不同变形条件下37Mn5钢的应力应变试验数据,采用不同模型对试验数据进行回归,找到适合37Mn5钢高温变形时的变形抗力模型.同时,通过计算得到了该钢的动态再结晶动力学方程和动态再结晶体积分数表达式.将以上模型的计算值与实测值进行比较,结果表明,计算值与实测值非常接近.     

钢液真空处理过程中Mn挥发动力学研究

Mn作为提高钢材强度的主要元素之一,在钢液真空处理过程中的挥发会对钢材成分及质量控制产生不利影响,因此,明确钢液中Mn的挥发机理,并据此精确调控钢液中Mn含量,对于保证钢材质量显得尤为重要。本研究针对X80管线钢的真空精炼处理过程,分析了气相压强和熔炼温度对钢液中Mn挥发行为的影响。结果表明：随着熔炼温度的升高和气相压强的降低,钢液中Mn挥发速率明显加快;在熔炼温度1 903 K、气相压强19 Pa、处理时间40 min条件下,Mn挥发率高达92.26%。在熔炼温度1 823～1 973 K、气相压强19～670 Pa条件下,Mn挥发遵循一级反应规律,其表观挥发速率常数在(0.41～26.56)×10^-5 m/s范围内;在气相压强19～670 Pa、熔炼温度1 903 K的条件下,Mn挥发主要受气相传质的限制;在气相压强226 Pa、熔炼温度1 823～1 973 K的条件下,Mn挥发的表观活化能达到120.20 kJ/mol,限制性环节为气-液界面反应;本研究条件下,液相传质对Mn挥发速率的影响较小。     

稀土在低硫16Mn钢中的作用

长条状的MnS夹杂对钢的横向韧塑性极为不利。喷吹Si—Ca或加入RE,通过脱硫和变质硫化物的作用,都可显著地消除其危害。喷吹Si—Ca变质硫化物的程度与钢中Ca/S有关。喷吹Si—Ca后加入少量RE,有利于控制MnS完全变质,此时钢中所需的RE/S可明显低于3。在大幅度脱硫的基础上加入少量RE,是使钢材韧塑性获得稳定大幅度提高的一条有效途径。     

模式识别及人工神经网络算法在16Mn钢生产中应用

介绍了模式识别与人工神经网络算法应用于１６Ｍｎ微合金化钢的生产工艺优化，并给出了各目标的最佳工艺参数供生产时参考。     

Mn16钢V析出物的平衡相计算及分析

为预测和控制钢中V的析出物以及优化钢的成分,利用Thermo-Calc热力学软件对Mn16钢在不同温度下析出相的组成、相的析出温度、V的析出规律进行了计算,研究了C,N含量对V析出规律的影响。结合复型透射实验对V的析出行为进行了研究。结果表明:平衡态下微合金钢中的析出相主要为MnS,AlN,(TiV)(CN),(VTi)(CN)。微量的V可以在高温下的奥氏体中与Ti复合析出,形成(TiV)(CN);而钢中的V主要是以单独相的形式在γ→α"相间析出",形成VC。C含量的变化对V(CN)的析出行为影响不大,N对V(CN)的析出温度影响较显著,特别是N质量分数在0.02%～0.03%时,V(CN)的析出温度升高了124℃。     

脱碳退火工艺对含铌Hi-B钢组织与织构的影响

借助红外碳硫分析及EBSD技术,研究了含铌Hi-B钢在不同脱碳退火工艺处理后的碳含量及织构变化。结果表明,当炉内气氛和露点温度一定时,含铌Hi-B钢中碳含量随着脱碳温度的升高而下降,随着保温时间的延长先下降,180s以后基本稳定;经850℃×180s工艺退火后钢样的脱碳效果最佳,钢中碳含量为0.0037%。退火试样中均主要含有{411}148、{111}112和{111}110织构组分,少量的Goss晶粒零散地分布在{111}112或{411}148晶粒之间。此外,有利于Goss晶粒异常长大的Σ9及Σ13b晶界的数量,随着脱碳保温时间的延长大致呈增加的趋势,随着脱碳温度的升高先增加后减少,即在840℃退火后出现极大值。     

16Mn钢在海水中腐蚀疲劳断口形貌分析

通过对环氧沥青基有机涂层保护下和无涂层１６Ｍｎ钢在空气、自然海水以及阴极保护条件下腐蚀疲劳断裂微观形貌的观察分析与比较，探讨了有机涂层保护下１６Ｍｎ钢的腐蚀疲劳（ＣＦ）机理。结果表明，有机涂层能有效地抑制金属阳极溶解，在阴极极化下，有机涂层不能完全阻止阴极反应产生的氢扩散到金属基体内部，涂层试样的断口呈现氢脆特征。     

65Mn钢的光谱发射率研究

在800～1 100 K的温度范围内,采用单波长测温方法,利用自行研制的实验装置,在空气中测量研究了16个不同温度下65Mn钢的光谱发射率随测量时间的变化情况.研究结果表明光谱发射率的共振与65Mn钢的表面氧化情况密切相关.由表面氧化导致光谱发射率的不确定性为5.7%～14.6%,相应的温度误差为6.2～11.1 K.通过建模拟合,同时也得到了光谱发射率随加热时间变化的解析表达式,模拟计算结果与实验结果符合较好.     

U71Mn钢重轨轨头淬火应力场的计算机模拟

采用有限元法研究了重轨轨头在淬火过程中的应力场分布.在模拟计算过程中利用等效热容法处理相变潜热对温度场的影响,利用等效线膨胀系数法处理相变引起的组织应力,并考虑了材料非线性参数对温度场的影响.结果表明,温度模拟结果与实测结果相吻合,同时喷风淬火能产生较小的残余热应力,从而避免了钢轨的变形和开裂.     

Decarburization rate of RH refining for ultra low carbon steel

The decarburization behaviors of ultra low carbon steel in a 210-t RH vacuum degasser were investigated under practical operating conditions. According to the apparent decarburization rate constant (K_C) calculated by the carbon content in the samples taken from the hot melt in a ladle at an interval of 1–2 min, it is observed that the total decarburization reaction period in RH can be divided into the quick decarburization period and the stagnant decarburization period, which is quite different from the traditional one with three stages. In this study, the average apparent decarburization rate constant during the quick decarburization period is 0.306 min-1, and that of the stagnant period is 0.072 min-1. Increasing the initial carbon content and enhancing the exhausting capacity can increase the apparent decarburization rate constant in the quick decarburization period. The decarburization reaction comes into the stagnant decarburization period when the carbon content in molten steel is less than 14×10-6 after 10 min of decarburization.     

火灾高温下轴心受压型钢混凝土柱的应力分析

利用通用有限元分析程序ANSYS10.0对轴心受压型钢混凝土柱(ACSRCC)在火灾高温下截面应力分布进行了数值模拟分析,获得了ACSRCC截面的应力场分布,并对2种结果进行了对比。基于不同材料应力的转换原理和叠加原理,提出了火灾高温下ACSRCC截面应力的数值计算方法,计算结果与模拟分析结果大致吻合。最后研究了型钢保护层厚度等因素对火灾高温下ACSRCC力学性能的影响规律。     

10Cr9Mo1VNbN钢的高温稳定性

采用SEM、X-ray和OM等方法,对10Cr9Mo1VNbN钢600、3 000、7 000 h时效的微观组织及力学性能进行研究.结果表明,10Cr9Mo1VNbN钢1 040 ℃正火＋780 ℃回火后为铁素体基体＋碳化物,晶界碳化物析出量较多.经过(590±3) ℃时效处理后的碳化物的大小、形态和分布基本保持不变;X-ray衍射还发现,析出相主要为M23C6和MC(NbC和VC)型碳化物,且热稳定性好,其力学性能的总体变化不大(变化在8%之内).     

焦柳线石门段U71Mn 50 kg/m钢轨核伤扩展寿命的估计

根据焦柳线石门段U71Mn 50 kg/m钢轨的运营状况,在室内利用三点弯曲试验测定了该钢轨的裂纹扩展速率曲线即a-N曲线,经过回归分析,得出了该钢轨疲劳裂纹扩展速率的材料系数C=3.8771×10-12,m=3.6343;根据Paris公式对该钢轨在产生可探测的核伤(核伤直径不小于10 mm)后由核伤扩展控制(核伤面积占轨头面积的30%)的使用寿命进行估计,确定该钢轨在2002a的运营条件下的使用寿命为所通过的总运量不超过46.8 Mt,营运时间不超过421 d,为管理部门对线路的养护、维修提供了依据.     

33Mn2V钢流变应力计算模型研究

对33Mn2V钢进行了热轧试验,得出峰值应力和峰值应变是随着变形温度的降低和变形速率的增大而增大的。引入流变应力计算模型,通过与试验数据对比,得出流变应力模型完全可以应用于实际的工程计算。因此可以利用此模型对材料高速应变状态下的流变应力进行模拟,建立相关材料的流变应力模型库。     

Al元素对310S耐热钢高温压缩性能的影响

通过WS-4非自耗电弧炉熔炼制备Al质量分数2%～10%的耐热不锈钢310S,用Mef3光学金相显微镜和XRD研究其显微组织,采用Thermechastor-W热/力模拟试验机对所制备合金的高温压缩性能进行研究.结果表明,随着Al含量的增加,碳化物由网状转变为细小颗粒组成的不连续网状,最终转变为颗粒状,基体在含Al质量分数大于6%时由γ相转变为α相.不同Al含量的合金流变应力范围基本一致,合金的高温屈服强度由未添加Al元素时的74 MPa先降低至61 MPa后开始升高,在Al质量分数为6%时达到最大值86 MPa,之后高温屈服强度逐渐降低,加Al后合金热加工性能并未显著改善.     

高温浓硫酸泵用新型不锈钢的研究

设计了用于高温浓硫酸泵用新型不锈钢的化学成分，采用金相显微镜、Ｘ射线衍射仪，扫描电镜和多种腐蚀试验方法新型铸造不锈钢的组织、腐蚀形貌和耐蚀性能，试验了钢的机械性能，冶炼工艺，铸造性能与焊接性能，研究结果表明，新型铸造不锈钢具有优良的耐蚀性，较高的强度与良好的塑韧性，具有较好的工艺性能。     

负荷状态钢结构焊接研究

国内目前钢结构负荷状态焊接加固的资料不多,结合工程实践提出一些钢结构在负荷状态下焊接理 论研究与工程实践的方法．