新工科背景下材料类工程创新型人才培养创新实践体系建设

新工科背景下,改革传统的材料类工程实践教学体系,对现有教学内容的框架、内部关系进行梳理+融合、重构+革新,构建“工程实践训练+非技术教学+学科竞赛+‘双创’(创新创业)教育”组成的“四点一线”式新工科工程创新实践模式,探索在“理论基础学习+技能实践学习+综合创新训练+多学科交叉融合+国际创新实践+专业竞赛实践+创新创业实践”七层次之间采取“并联—串联”“平行—递进”“协调—统一”关系的综合研究型创新实践工程训练体系,有助于全面培养材料类学生的工程实践创新能力和解决复杂工程问题能力。

固溶温度对22Cr双相不锈钢组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、透射电镜和性能测试等方法,研究了固溶温度对22Cr双相不锈钢显微组织和性能的影响。结果表明:在950～1150℃范围,实验钢中α、γ两相含量与固溶温度呈近似直线关系;材料的显微硬度(HV)和强度(σb)先降后升,在1050℃时达到最小值;当固溶温度为950℃,组织中出现了σ相,σ相是导致22Cr双相不锈钢塑性、韧性下降的主要原因;随着固溶温度的升高,Cr、Mo的分配系数K变小,Ni的分配系数K增大,表明合金元素在α和γ相中浓度差别变小。

S135钻杆钢的拉扭复合加载疲劳行为

采用疲劳实验和回归分析相结合的方法,研究了S135钻杆钢在拉扭复合加载条件下的疲劳行为,并对疲劳断口进行了微观分析。结果表明:当τa/σeq=0.7时,由拉扭应力幅对应的当量应力表示的疲劳寿命公式可很好地描述S135钻杆钢的拉扭疲劳寿命规律;疲劳断口由疲劳源区、疲劳裂纹稳定扩展区和快速瞬断区组成,疲劳裂纹从试样表面萌生,并向试样内部扩展,且常为多疲劳源,不同疲劳源断口的连接和复合加载形成所谓的"屋脊"状特征;拉扭疲劳断裂试样裂纹源区的微观断口特征为明显的河流花样,裂纹扩展区的微观断口特征为疲劳条带与涟波状花样。

热处理工艺对22Cr双相不锈钢组织的影响

研究了热处理工艺(固溶处理、固溶处理+时效处理)对22Cr双相不锈钢板材显微组织、脆性析出相形态的影响。结果表明:22Cr轧制板材在1 150℃以下固溶处理后,组织为由典型的α、γ两相组成的条状组织;经1 150℃固溶处理后,γ相已基本变成块状分布;在950～1 150℃固溶时,α、γ两相含量随固溶温度呈良好的直线关系。经1 050℃固溶处理后,在850℃进行时效处理,从α相中析出脆性相,随着时效时间的延长,脆性相含量增加。

敏化处理对2205双相不锈钢组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)方法及力学性能测试等研究手段,研究了敏化处理对2205双相不锈钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:850℃敏化处理,在α/γ和α/α相界析出σ,χ相,并且随着敏化时间的延长,析出相含量增加;敏化处理后材料的强度有所提高,塑性明显降低,拉伸微观断口以解理平面为主要特征,并且随着敏化时间的延长出现了二次裂纹;材料的室温冲击功由固溶处理的290J以上降至敏化处理2h后的10J以下,冲击微观断口由韧窝转变为解理;析出相的存在是导致材料冲击韧性下降的主要原因。

热处理工艺对22Cr双相不锈钢拉伸性能的影响

研究了热处理工艺对22Cr双相不锈钢拉伸性能的影响，并对断口形貌进行了分析。结果表明：在950-1150℃固溶2h，其强度和塑性与固溶温度呈复杂关系，在950℃和1150℃固溶处理的强度比1050℃的高，但塑性降低；1050℃固溶后，在850℃时效处理材料强度有所提高，塑性明显降低；1050℃固溶后，在475℃时效处理材料强度明显提高，塑性略有降低。固溶处理后微观断口以韧窝为主要特征；850℃时效处理后断口出现解理的小平面和二次裂纹；475℃时效处理后断口以韧窝为主并伴有局部的解理断裂。

不同应力比下S135钻杆钢疲劳裂纹的扩展行为

采用疲劳性能测试与回归分析相结合的方法,研究了S135钻杆钢在不同应力比下的疲劳裂纹扩展行为,获得了其在稳定扩展区和近门槛区的疲劳裂纹扩展速率表达式,并探讨了其疲劳断裂机制。结果表明:随着应力比R的增加,疲劳裂纹扩展速率曲线向左上方移动,da/dN增大,ΔKth呈线性减小的趋势;近门槛区断口为解理断裂机制,稳定扩展区断口以疲劳条带扩展机制为主,同时也存在解理断裂。

CO2和H2S对FV520B不锈钢在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了FV520B不锈钢在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液以及在分别通入CO2、H2S、CO2+H2S气体的3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:在3.5%NaCl溶液中通入CO2或H2S时,试验钢的开路电位负移,极化电阻减小,耐腐蚀性能变差;试验钢在4种腐蚀介质中的极化曲线均呈阳极溶解特征,在3.5%NaCl和通入CO2的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阳极过程控制,在通入H2S的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阴极过程控制,而在同时通入CO2和H2S的3.5%NaCl溶液中,腐蚀受阴极和阳极过程共同控制。

亚温淬火对钻杆钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜观察及力学性能测试等方法,研究了亚温淬火对S135钻杆钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:在760～800℃进行亚温淬火处理,S135钻杆钢可获得铁素体和马氏体的双相组织;随着亚温淬火温度的升高,马氏体体积分数不断增加,铁素体体积分数不断减少,材料的硬度和强度升高,塑性和韧性下降,材料由韧性断裂向脆性断裂转变,其微观断口特征由最初的韧窝转变为解理。

复相化处理对S135钻杆钢组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试等方法,研究了复相化处理对S135钻杆钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:在760～800℃进行复相化处理,获得铁素体+马氏体的双相组织。随着复相化处理温度的升高,马氏体体积分数不断增加,铁素体体积分数不断减少,材料的硬度和强度升高,塑性和韧性下降,材料由韧性断裂向脆性断裂转变,其微观断口形貌由最初的韧窝转变为解理。复相化处理后,材料的应变硬化指数n升高,且由原来的一个n值变为两个n值。

脆性温度点时效对22Cr双相不锈钢冲击性能的影响

为了解脆性转变点时效时间对22Cr双相不锈钢冲击性能的影响,研究了经不同热处理(固溶处理、固溶+脆性点时效处理)后材料的冲击性能。结果表明:原始板材、1 050℃固溶处理的试样具有良好的冲击韧度,冲击功均在280 J以上,微观断口为韧窝;850℃时效处理显著降低试样的冲击韧度,随着时效时间的延长,室温冲击功由时效0.5 h的60 J下降到2 h的5 J,微观断口为解理;475℃时效处理也降低试样的冲击韧度,随着时效时间的延长,冲击功略有降低,微观断口为韧窝+解理。

热处理对22Cr双相不锈钢组织和点蚀性能的影响

研究了热处理工艺对22Cr双相不锈钢显微组织及耐点蚀性能的影响.结果表明:析出相的存在明显降低钢的耐点蚀性能.经950℃固溶处理后,材料的临界点蚀温度(CPT)由原始状态的39℃下降到23℃;在850℃时效处理,材料的临界点蚀温度(CPT)由1050℃固溶处理后的46℃下降到23℃;随着时效时间的延长,材料的腐蚀速率急剧增加,钝化膜的稳定性下降,材料的耐蚀性能下降.在此基础上,分析了点蚀的产生机理和发展趋势.

CT80钢级连续油管焊接接头在不同质量分数NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了CT80钢级连续油管焊接接头的母材和焊缝在不同质量分数(3.5%,5.0%,7.0%)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:在不同质量分数NaCl溶液中,母材和焊缝的极化曲线均呈典型的阳极溶解特征,没有钝化现象;随着NaCl质量分数(即Cl-1浓度)的增加,母材和焊缝的开路电位和自腐蚀电位负移,极化电阻减小,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能减小;母材的热力学稳定性和耐腐蚀性能优于焊缝的。

聚乙烯(PE)管道焊接技术及缺陷形成因素分析

聚乙烯(PE)管材具有抗腐蚀性能好、强度高、易加工等优势,在燃气及工业流体介质输送等领域得到广泛应用。焊接是聚乙烯管道的关键施工程序,焊接接头的质量影响PE管道的服役安全。本文简述了聚乙烯管道焊接技术的研究现状、总结了热熔焊和电熔焊的工艺过程,并论述了热熔焊和电熔焊焊接接头质量的影响因素;在此基础上,分析了热熔焊和电熔焊焊接接头常见缺陷类型和形成原因,以期为聚乙烯(PE)管道焊接质量检测奠定基础。

钛及钛合金热氧化行为的研究现状

在对钛及钛合金的热氧化行为国内外研究现状调研的基础上,分析了钛与钛合金在多种环境中的热氧化进程,以及相应的氧化产物,深入分析此类氧化现象的具体影响要素,并且对实际的热氧化行为研究前景进行了展望。

S135钻杆钢在H2S环境中的腐蚀疲劳行为

对S135钻杆钢在空气和H_2S环境中进行了不同应力幅下的疲劳试验,得到了不同条件下的疲劳寿命,并应用回归分析方法得到了该钻杆钢在不同环境中的疲劳寿命公式,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:在空气环境中,试验钢呈现明显的疲劳极限特征;在H_2S环境中,相同当量应力幅下试验钢的疲劳寿命比在空气环境中的低,且在很低的当量应力幅下仍会发生断裂,不存在疲劳极限;在不同环境和不同当量应力幅下,试验钢的疲劳裂纹均萌生于试样表面或靠近表面处,裂纹源区以解理断裂为主;在空气环境中,裂纹扩展区以疲劳条带为主要特征,在H_2S环境中,裂纹扩展区以解理平面和解理台阶为主要特征,在其解理平面上存在大量的二次裂纹,具有氢脆断裂的特征。

“管道的腐蚀与控制”精品课建设与教学改革

精品课程建设是高等学校"质量工程"的一项重要内容,本文针对我校"管道的腐蚀与控制"课程的特点,以精品课程建设为契机,结合多年教学的经验,从师资队伍建设、教材建设、教学内容调整、网络资源利用等方面,论述了精品课程建设和教学改革的思路,以期促进学生的全面发展。

金属材料工程专业英语教学过程中的几点思考

专业英语是高等学校工科专业教育必不可少的课程,其目的是使学生掌握专业英语词汇,提高英文文献的阅读能力,为毕业设计、科学研究和跨文化背景下沟通交流奠定牢固的基础。文章分析了目前“金属材料工程专业英语”教学过程中存在的问题,结合作者从事专业英语课程的教学实践体会,从定位教学目标、丰富教学内容、改善教学模式等方面提出了几点建议。

应力比对K55套管钻井钢疲劳裂纹扩展性能的影响

利用电液伺服疲劳实验机及SEM研究了应力比对K55套管钻井钢疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:应力比对裂纹失稳区起始点对应的应力强度因子范围ΔK值具有显著的影响。随着应力比的增加,裂纹扩展失稳区起始点对应的裂纹扩展速率具有显著的降低,疲劳裂纹扩展门槛值也呈现显著的降低趋势。当疲劳裂纹逐渐由Paris区过渡到失稳扩展区,平均载荷逐渐取代应力强度因子幅度ΔK作为裂纹扩展的主导驱动力。当裂纹扩展至拉伸过载区,断口表面则呈现明显的冲击断裂特征。

X80管线钢不同电化学充氢状态下的断裂特性

采用拉伸和慢拉伸试验,研究了X80管线钢在静态充氢与慢拉伸动态充氢条件下的断裂特性。结果表明:在静态充氢条件下,当充氢电流密度小于12.5 mA/cm2时,材料的断裂韧性随电流密度的增加而增加,当电流密度大于该值时,随电流密度增加,材料的断裂韧性呈下降趋势;在慢拉伸动态充氢条件下,随电流密度的增加,材料的断裂韧性显著降低,并满足一定的函数关系。静态充氢试样断口主要呈韧窝特征,但与未充氢试件比较,韧窝的尺寸变小,数量变多;慢拉伸动态充氢试样断口呈现解理形貌。