30CrMnSiNi2A钢强韧化热处理的研究

 用正交试验法研究了等温温度、等温时间、奥氏体化温度和原始组织状态对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响,提出了可保证该钢在上、中、下限碳量时各项性能均达到技术要求的热处理工艺。对新工艺显著改善钢强韧性的原因作了分析,研究了30CrMnSiNi2A钢在250～280℃温度范围等温淬火后K_(IC)值出现低谷的现象,并认为在该热处理条件下在马氏体与贝氏体交接面处有大量孪晶马氏体存在以及组织中有许多平行排列的细长等温马氏体板条束出现,是造成K_(IC)值降低的主要原因。     

40CrMnSiMoVA钢的连续冷却组织和碳化物析出的先期效应

 低合金超高强度钢的淬火组织一般为马氏体和贝氏体组成的复合组织。钢中加硅元素加剧了贝氏体转变的不完全性,使组织更复杂。40CrMnSiMoVA钢是新型航空用超高强度钢,可采用多种热处理工艺达到不同的强度级别。为配合钢的连续冷却曲线的测定,我们用透射电镜研究了不同淬火速度下转变产物的特征及变化规律,可为改进钢的性能,合理制定热处理工艺提供理论依据。     

40CrMnSiMoVA钢中准贝氏体组织的疲劳强度和疲劳缺口敏感性

 本文研究了超高强度40CrMnSiMoVA钢中准贝氏体组织和马氏体组织的疲劳强度。与马氏体组织相比,由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的准贝氏体组织,其光滑及缺口疲劳强度均较高。准贝氏体组织虽具有较低的强度,但因其中较多的残余奥氏体,结果并不损害其疲劳强度。由于该组织具有良好的强度、塑性、韧性配合,使其疲劳缺口敏感性较低。拉伸超载同时提高准贝氏体和马氏体组织的缺口疲劳强度。     

28钢和406钢的化学成分对其组织和性能影响的研究

采用相同条件下感应电炉熔炼、电渣重熔,经锻造和退火,930℃加热、油中淬火,不同温度回火2小时后空气冷却,测定拉伸性能、梅氏冲击韧性、三点弯曲 K_(1c) 值和WOL 试样在3.5%Nacl 水溶液的 K_(1scc)值,比较了含碳量为0.27、0.31%的 Cr3SiNiMoWV系钢(28钢系列)和0.32%C 的 SiMnCrMoV 系钢(降碳406钢)的性能。试验结果表明,碳对超高强度钢在回火马氏体状态下的强韧性和抗延迟断裂性能具有决定性的作用。相同碳含量条件下 Cr3SiNiMoWV 系钢具有比 SiMnCrMoV 系钢更高的冲击韧性;当碳含量稍高时,在550℃回火后具有较高的强韧结合和耐延迟断裂的性能。降碳406钢在低温回火后的各项性能并不逊色。     

40CrNi2Si2MoVA钢的显微组织对其冲击疲劳裂纹起始寿命的影响

本文研究了40CrNi2Si2MoVA超高强度钢在两种热处理状态(油淬和270℃等温淬火)下,显微组织与其冲击疲劳裂纹起始寿命之间的关系,探讨了超载对冲击疲劳裂纹起始寿命的影响。结果表明,裂纹起始是马氏体或贝氏体板条间相对滑动形成微裂纹,继而连接、长大的过程;减少残余奥氏体量,提高屈服强度,可使冲击疲劳裂纹起始寿命增长;在一定条件下,超载可显著延长冲击疲劳起始寿命。     

SiMnMoV钢板材强度σ_b与其表面硬度HRC的关系

本文研究了容器用SiMnMoV钢表面脱碳板材(淬火+300℃回火)强度σ_b与其表面硬度HRC的关系。研究结果表明:该钢表面脱碳曲线为直线,其斜率ρ=70。在表面脱碳与无脱碳板材的强度之间,发现了一个强度分界值σ_0;σ_0值随板厚α减小而下降;α一定时,σ_0为定值,不受含碳量影响。σ_b与HRC的关系符合σ_j=σ_0[1-(a+b)(48-HRC)/35ab]。σ_0值和σ_j式,为容器壁厚与强度匹配优化设计的强度选择,为低温回火用中碳低合金超高强度钢容器表面脱碳热处理,提供了科学的依据。     

关于300M钢断裂韧性试样断口上延伸区的观察及定量研究

本文对300M钢断裂韧性试样断口上的延伸区进行了观察及测量,对其形成过程进行了讨论,并提出了延伸区平均宽度W与断裂韧性K_(IC)间的定量关系式W=0.3K_(IC)~2/E_(σy),将此式所得W的计算值与实测结果进行比较,二者十分吻合。     

超高强度钢30Cr3SiNiMoVA的氢脆及应力腐蚀开裂敏感性

本文研究测定了30Cr3SiNiMoVA钢的氢脆敏感性和抗应力腐蚀开裂性能,试验结果表明:超高强度钢30Cr3SiNiMoVA淬火态和淬火回火态的试样经渗氢镀镉处理后,100小时未断的临界应力值σ_c分别为118和120kgf/mm~2,σ_c/σ_(bH)比值分别为0.56和0.57,对氢脆较为敏感。去氢处理后性能有所改善。用表面裂纹法测定该钢在0.5％K_2Cr_2O_7水溶液中的应力腐蚀临界强度因子k_(Is)cc为73kgf/mm~3/~2,K_(Is)cc/K_(Ic)为0.28,该钢在0.5％K_2Cr_2O_7水溶液中应力腐蚀开裂是敏感的。     

超高强度钢表面裂纹断裂试验失稳点监测和K_(Ie)测定

为准确地测定超高强度钢板材表面裂纹断裂韧性K_1e值,本文提出用开始失稳断裂时的临界载荷Pc代替目前国内外流行的Pmax法计算K_1e、并用声发射技术监测了断裂试验全过程。根据记录的声发射特性从P-V曲线上确定Pc值。用表面裂纹R曲线法作验证,两种方法所得结果符合很好。本文还导出了计算P-V曲线初始切线斜率下降量的经验公式:△V/V=H/7.6(σ/σ_(o2)~2(M/φ)~2利用该式确定“条件载荷”P_o可简化试验方法。     

短纤维增强热塑性树脂复合材料断裂机理研究

测定了两种短碳纤维(CF)增强热塑性树脂复合材料(CF/PPS和CF/PES-C)的抗拉强度(σ_y)、杨氏模量(E)反断裂韧性(K_(IC)等性能随碳纤维体积分数(0～40vol％)的变化。杨氏模量随CF含量增加而线性增加,Krenchel系数为0.05。σ_y和K_(IC)随CF增多而增大,在25vol％处出现峰值。根据裂纹钉扎模型,结合对负载-位移曲线及断口形貌,着重从界面结合力特征进行分析;计算得两种复合材料的等效裂纹张力分別为26kJ/m和2.1kJ/m。     

基于单向拉伸的防锈铝合金温热力学性能研究

通过不同温度及应变速率下的单向拉伸试验,获得了5A06-O防锈铝合金板材关键力学性能参数的变化规律。结果表明,在一定的应变速率下,5A06铝合金的流动应力及抗拉强度随着温度的升高而降低,断后延伸率随着温度的升高而显著的提高。当温度处在20～150℃范围内,均匀延伸率随着温度的升高而升高,而在150℃～300℃范围内,随着温度的升高而降低。另外,基于Fields&Backofen本构方程,对5A06铝合金在不同温度状态下的强化规律进行了分析和探讨,结果表明,随着温度的逐渐升高,应变强化指数不断减小,应变速率敏感系数则显著增大,应变速率强化作用明显增强。     

6005铝合金型材等温转变曲线绘制及其应用

检测6005铝合金型材不同等温工艺后的硬度和电导率,绘制了等温转变TTT曲线和TTP曲线。利用XRD,TEM等设备对合金经不同等温处理后的物相和微观组织进行了研究,结果表明:6005铝合金的TTT曲线和TTP曲线的鼻尖温度均为340℃,淬火敏感温度区间为280～420℃;等温过程中过饱和固溶体中分解析出β″相,随等温时间的延长,逐步转变为β’相及β相;6005铝合金在不同温度下进行等温处理的相变动力学方程也不同。6005铝合金的相变动力学及其淬火敏感特性研究结果表明,在制订6005铝合金现场在线挤压淬火工艺时,有必要在淬火敏感区间加大冷却速率,而在低于或高于敏感区间时可适当减小冷却速率,这样型材在获得较高的力学性能同时又能减少合金内部残余应力。     

超高强度钢300M含碳量,等温组织与力学行为的关系

研究了四种含碳量、三种等温温度与力学行为的关系，并与淬火回火３００Ｍ钢进行比较得出，３００Ｍ钢在Ｍｓ点以下温度等温获得Ｍ＋Ｂ＿下＋Ａ＿Ｒ混合组织、超高强度和优良的韧性。断裂韧性对含碳量不敏感，冲击韧性随含碳量升高而降低。较高温度等温时，钢的冲击韧性和断裂韧性显著提高且对含碳量不敏感。     

GD钢贝氏体相变动力学研究

利用Ｆｏｒｍａｓｔｏｒ－Ｆ全自动相变仪对ＧＤ钢贝氏体相变动力学进行了系统的研究。结果表明,ＧＤ钢贝氏体等温转变相变动力学曲线可以用Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｍｅｈｌ型方程精确地加以描述。根据贝氏体相变的总激活能判断,试验钢上、下贝氏体相变的过渡温度约为２８５℃。     

热处理对β相区形变热处理TC21钛合金锻件组织性能的影响

研究了不同热处理制度对β相区形变热处理的TC21钛合金锻件组织及性能的影响.试验结果表明:不同热处理制度对TC21钛合金等温锻件的组织性能有显著的影响.仅经形变热处理后的锻件显微组织不均匀,强度可高达1,400MPa,但塑性较低;经强韧化处理后的锻件显微组织为:层次感强、编织度较好的网篮组织,在获得较高强度的同时,塑性下降不多;经淬火时效处理后的锻件显微组织中的α相编织度较好,锻件强度、塑性获得较佳匹配;等温退火后锻件的显微组织为:α相尺寸合适、编织度较佳的网篮组织,但强度有所下降,塑性未有提高.淬火时效处理为推荐的较佳热处理制度.     

高强度沉淀硬化不锈钢与KIC和KISCC

分析了航空用沉淀硬化不锈钢的化学成分与力学性能之间特别是断裂韧度(KIC)和应力腐蚀门坎值(KISCC)的关系,指出沉淀硬化不锈钢的KIC和KISCC数值接近,而以二次硬化为主的不锈钢的KIC和KISCC差别较大,表现出与高合金超高强度钢相同的特征.文章指出,因二次硬化引起基体中Cr,Mo含量的减少与KIC和KISCC差别直接相关;由上述分析,引出超高强度不锈钢设计原则的初步构想.     

不锈钢材料高温、高应变率下动态力学性能的试验研究

利用带有加热装置和同步组装系统的高温Hopkinson压杆系统对某不锈钢材料在温度20 ～ 800℃时,应变率103 ～ 104s-1下的动态压缩力学性能进行了测试,得到了材料在不同温度和应变率耦合作用下的真实应力-应变曲线.对比准静态结果,考察了材料流动应力的温度和应变率敏感性,并根据热激活位错运动理论对其内在机理进行了解释和探讨.试验表明,材料具有显著的热软化和应变率强化效应;且高温时,材料的温度敏感性、应变率敏感性均显著增加.     

温度对2A12铝合金在模拟油箱积水环境中初期腐蚀行为的影响

 基于飞机油箱舱内的铝合金在油箱积水环境中发生的腐蚀损伤问题,通过研究腐蚀形貌、最大点蚀坑深度、最大点蚀坑开口面积、表面腐蚀损伤度、交流阻抗响应等变化,分析了温度对2A12铝合金在模拟油箱积水环境中初期腐蚀行为的影响。研究发现,最大点蚀坑深度、开口面积、表面腐蚀损伤度都随着温度的升高而增加,特别当温度升高到65℃和75℃时,腐蚀严重加剧,各项评价指标显著增大。在25、35、45、55℃模拟油箱积水环境中,最大点蚀坑深度及开口面积随时间的关系呈现幂函数变化规律,而在65℃、75℃时,其遵循最小二乘法多项式拟合。电化学交流阻抗谱测试结果表明,2A12铝合金在3个特征温度(常温25℃、中温55℃及高温75℃)下的腐蚀速度快慢为V_75℃ > V_55℃ > V_25℃。     

20Cr11MoVNbNB 钢高温蠕变过程中沉淀相的粗化动力学

对20Cr11MoVNbNB钢550℃、650℃蠕变过程中的沉淀相研究表明：M23C6和MC型碳化物是该钢的主要沉淀相;M23C6和MC的粗化均符合D-t1/4线性规律、受体扩散和位错扩散综合控制;M23C6的粗化速率比MC的大。