不同真空度下轧制钛钢复合板的界面氧化行为

采用真空热轧复合技术制备了TA2/Q345R钛钢复合板,通过扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、万能拉伸试验机等分析了不同真空度下轧制钛钢复合板的界面组织和力学性能。结果表明:当复合坯真空度为1 Pa时,钛钢复合板钛复层氧化明显,TA2表面分别产生了10μm的富氧层与硬化层,硬化层硬度约为325 HV;当复合坯真空度为0.1 Pa时,TA2表面部分氧化导致钛钢界面产生约40μm厚的间隙,局部位置还产生了冶金结合;当复合坯真空度达到0.01 Pa时,钛钢复合界面平整连续无缺陷,平均剪切强度约179MPa。综上,0.01 Pa是轧制法制备钛钢复合板的合理真空度。

基于ABAQUS的EH36海工钢气电立焊数值模拟研究

为研究EH36海工钢气电立焊过程,以有限元软件ABAQUS为平台,建立了用于计算气电立焊焊接温度场和应力场的有限元模型。采用椭球体热源与高斯面热源的组合热源模型并通过DFLUX子程序实现,通过生死单元技术来控制焊缝的填充加载,通过实测得到EH36钢的热物理性能参数,模拟了气电立焊焊接过程。进行了焊接试验,并通过热电偶测得了焊板典型位置的热循环曲线。结果表明:焊后横向残余应力在立板的中间区域为拉应力,在其余区域为压应力。纵向残余应力在焊缝及其附近区域表现为较大的拉应力,而远离焊缝拉应力迅速衰减并过渡为压应力;计算得到的热循环曲线和焊缝形状与实际基本一致,表明了本文建立的气电立焊焊接模型的准确性。

基于ABAQUS的单丝双面气电立焊数值模拟

基于有限元软件ABAQUS,建立了单丝双面气电立焊焊接温度场和应力场的有限元模型。热源模型选取圆柱体热源与面热源的组合,并采用生死单元技术来进行焊缝的填充加载,采用试验测定的EH40钢高温热物性参数模拟了焊接过程。模拟计算结果表明:焊后试板的横向残余应力在板中间区域为拉应力,在其余区域为压应力;纵向残余应力在焊缝及其附近区域表现为较大的拉应力,而在远离焊缝的位置拉应力迅速衰减并过渡为压应力;通过与试验结果对比,计算得到的热循环曲线及焊缝形状与实际试验吻合度较高,验证了所建立的模型的准确性。该模型可以用于预测气电立焊焊接过程中的温度场、应力场和残余应力分布,为焊接工艺优化和结构设计提供理论依据。

45钢特厚复合坯真空电子束焊接头裂纹倾向分析

采用真空电子束焊接方法封焊并制备45钢特厚复合坯,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、冲击试验机等设备,分别分析了45钢复合坯封焊过程中不同位置(1#起弧处、2#中部、3#收弧处)接头组织与力学性能。结果表明,焊接位置由起弧处向收弧处变化时,接头熔深几乎不变,热影响区域面积逐渐减小。1#接头焊后冷却速度相对较慢,焊缝根部无裂纹产生,组织为针状马氏体与团块状托氏体混合物,硬度为588 HV,焊缝根部冲击性能为25.7 J,断口呈韧性断裂;2#及3#试样焊后冷却速度快,焊缝根部产生明显的穿晶裂纹,组织均为针状马氏体,随着焊后冷却速度的加快,马氏体数量增多尺寸变细;硬度分别升高至674 HV与729 HV,冲击性能下降,分别为18 J与13.7 J,并呈脆性断裂。

大热输入焊接用EH40船板静态再结晶行为模拟研究

在厚板热轧生产中通过形变奥氏体再结晶行为细化晶粒是提高钢板性能的主要途径,为探究轧制工艺对大热输入焊接用钢EH40静态再结晶的影响规律,以有限元软件ABAQUS为平台,建立了二维的有限元轧制模型;基于静态再结晶动力学模型使用FORTRAN语言完成了VUSDFLD子程序的开发,实现了轧后的静态再结晶百分数的计算,并分析了不同轧制工艺对其静态再结晶百分数的影响。较于微观尺度的晶粒形核及生长、组织演变的模拟计算,这一模型实现了轧制过程中宏观尺度上钢板内部组织演变过程的数值模拟,这对于实际工业生产中相关轧制参数的确定具有非常高的应用价值。

钛钢复合板TA2钛复层表面洁净处理工艺

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和维氏硬度计等设备,分析了喷砂、酸洗、激光清洗三种不同表面处理工艺下,TA2工业纯钛的表面洁净度及表面硬度.结果表明:采用喷砂处理后的TA2表面洁净度较差,存在一层约2μm厚的含硅氧化层,表面显微硬度(HV)约为290;采用激光清洗处理后的TA2由于瞬时温度较高,表面产生脆裂,显微硬度显著上升至385;采用酸洗处理后的TA2表面氧化皮被完全去除,显微硬度约为220,与TA2基体相一致,为最佳表面洁净处理工艺.

Ti,C质量比对固溶态1515Ti奥氏体不锈钢显微组织的影响

采用光学显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)等设备研究了不同Ti,C质量比的1515Ti奥氏体不锈钢在1200℃下保温不同时间后的组织演变.结果表明,当Ti,C质量比为4时,合金析出颗粒状的TiC,当Ti,C质量比为6和8时,富余的Ti原子与基体中的C与N原子反应,导致合金还析出了枝晶状Ti(C,N),且Ti,C质量比由6升高至8后,枝晶状Ti(C,N)的数量也随之增多.随着保温时间的延长,不同Ti,C质量比合金析出颗粒状TiC与枝晶状Ti(C,N)的数量逐渐增多.然而,当合金在1180℃保温2h的条件下进行固溶处理时,Ti,C质量比对显微组织无明显影响,合金均析出少量颗粒状的TiC.

高能电脉冲处理对金属材料强化和增韧作用影响的研究新进展

本文对近年来电脉冲处理技术(Electropulsing treatment,EPT)的一些最新研究成果进行综述,为开发性能优良的新型合金提供理论参考。大量研究发现,EPT后合金的优化组织应由细化的基体、多相组织、合适的晶体取向、润湿的晶界和与团簇相互作用的缠结位错组成。基于此,需要研究不同初始态对强化/增韧效果的影响。此外,还应采用有限元模拟和原位观察的方法来观测电脉冲处理的动态过程,并建立必要的模型。综上所述,具有较大驱动力的非平衡处理和具有较小能量势垒的演变过程将是该领域未来的研究方向。

355 MPa级低温用结构钢的焊接性研究

采用埋弧焊,对不同焊接工艺参数下低温结构钢焊接接头力学性能和微观组织进行了研究。结果表明:经15 kJ/cm和50 kJ/cm热输入焊接后的试板,其拉伸、弯曲和硬度各项性能良好;接头热影响区冲击性能满足要求,但随着热输入的增大和层间温度的升高,冲击性能呈下降趋势;在50 kJ/cm热输入时,焊缝区域由于大热输入和高层间温度的双重作用,晶粒长大严重,冲击吸收功减小;坡口形式对接头性能没有明显影响。

美标A588 GR.A钢焊接接头组织与性能研究

采用气体保护焊方法,对鞍钢集团生产的厚6 mm和厚12 mm的美标A588 GR. A钢的焊接接头组织和性能进行了研究。2种厚度的钢板经焊接后,接头拉伸、弯曲性能合格,低温冲击韧性良好,其中厚12 mm钢板焊接接头各个区域的冲击韧性更优。2种厚度焊板的焊缝组织均为先共析铁素体+针状铁素体,热影响区组织主要为板条贝氏体+粒状贝氏体的混合组织。板厚不同造成的焊后高温停留时间的不同导致了2种厚度钢板的热影响区组织粗化程度不同,这也是造成2种板厚焊接接头各区域冲击吸收功差异明显的主要原因。

EH40船板钢奥氏体晶粒长大及连续冷却相变规律

采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行热模拟试验,通过金相显微镜(OM)、维氏硬度计等设备,分析了奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高的粗化行为及不同冷却速度下EH40钢的组织演变与硬度变化。结果表明,奥氏体粗化温度在1200℃以上,奥氏体经950℃保温后冷却,未变形时,在0.5~1℃/s的冷速范围内,组织主要由铁素体与珠光体构成;当冷速达到2℃/s后,组织中开始出现粒状贝氏体与板条贝氏体;随着冷速持续增大,板条贝氏体比例逐渐上升并均匀化,板条形貌逐渐细化,基体硬度由157 HV5提高至214 HV5;经60%变形后,与未变形时相比,EH40钢的晶粒发生明显细化,钢中铁素体相变区扩大,基体硬度由164 HV5提高至234 HV5。

45钢电子束焊接头组织及显微硬度分析

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计等设备分析了45钢焊接接头组织转变及显微硬度,结果表明:采用真空电子束焊接45钢时,焊缝成形好,接头不同区域均无裂纹产生;其中母材区域组织为铁素体+珠光体;热影响区域中靠近母材一侧组织为网状铁素体+细珠光体,硬度为255HV;受热输入影响,靠近焊缝一侧晶粒长大,并产生粗大的片状马氏体组织,使硬度升高为324HV;焊缝区域中根部由于冷速较快组织为均匀细小的针状马氏体,硬度最高,为719HV;随着冷却速度的减慢,焊缝区域从根部至头部变化时,组织由针状马氏体逐渐转变为团絮状托氏体,硬度显著降低,变为341HV。