小试样拉伸试验方法

针对热模拟压缩试验的试样小,且无法直接对其进行拉伸试验的问题,利用自制研发的小试样夹具进行小试样拉伸试验。通过对8种不同强度级别的试样分别进行小试样拉伸试验及硬度测试,分析二者的相关性;对比了小试样和标准拉伸试样的分析结果。结果表明:小试样和标准拉伸试样的拉伸试验结果基本一致,抗拉强度标准偏差均小于3.00,用小试样可较准确地测定出材料的抗拉强度。

影响HRB600螺纹钢筋强屈比的因素

在多次进行拉伸试验时发现,用同一炉钢制作的HRB600螺纹钢筋的强屈比存在较大差异。通过大量的对比试验研究了影响HRB600螺纹钢筋强屈比的因素。结果表明,自然时效时间对钢筋的强屈比有较大的影响。随着自然时效时间的延长,下屈服点下降,导致强屈比增大;数据采样频率和拉伸速率对下屈服点的判定也有一定影响,然而对抗拉强度影响不明显。数据采样频率为10 s^(-1)时,应力-应变曲线上的局部数据点未采集到,导致下屈服点明显上升;拉伸速率增大时,下屈服点上升,导致强屈比减小。因此,为准确测定HRB600螺纹钢筋的强屈比,自然时效时间应大于96 h,数据采样频率不小于30 s-1,弹性段至屈服段的拉伸速率为10～15 mm/min,塑性段为75 mm/min。

螺纹钢筋疲劳性能测定方法研究

为解决英标B500B螺纹钢在疲劳试验过程中断裂在试验机夹具或在2 d(d为钢筋公称直径)范围内而导致试验失败的问题,采用Abaqus软件模拟疲劳试验时夹持部分的受力分布并分析"断头"产生的原因,通过改变样品表面状态、夹持方式、夹持力等方法分析影响疲劳试验的具体因素。结果表明,试样受力不均而导致局部应力集中是"断头"形成的主要原因。通过使用砂轮机打磨样品的横肋,用砂布介质作为保护套和减少夹持力等方法,可改善试样夹持部位的应力集中情况,有效避免"断头"现象,使得试验成功率得到极大程度提高。

金属材料室温拉伸试验新旧国家标准的对比分析

从试验前要求、拉伸试验机数据采样频率、试样表面粗糙度、试样原始横截面积测定、比例试样原始标距的计算修约、试验速率和控制方式、上下屈服强度的判定以及数值修约等方面对金属材料室温拉伸试验新、旧国家标准(GB/T 228.1-2010和GB/T 228-2002)进行了对比分析,并着重对新标准中的部分修订内容进行探讨分析,旨在加深质检部门、企业及相关部门对新标准的理解和应用。

船用低温钢的冲击断裂行为及韧脆转变温度曲线分析

为比较拟合韧脆转变温度曲线各方法的优劣,确定船用低温钢韧脆转变温度,研究其冲击断裂行为,在20℃至–196℃系列温度下对试验钢进行Charpy冲击试验,并对其金相组织和断口进行分析。结果表明:使用Boltzmann函数拟合韧脆转变温度曲线的物理意义明确;船用低温钢韧脆转变温度为(–97±5)℃;试验温度高于韧脆转变温度时,裂纹形核功及延性裂纹扩展阻力变化不明显,但裂纹脆性扩展的阻力和裂纹失稳后的止裂能力随温度下降有较明显的降低;试验温度低于韧脆转变温度后,裂纹形核功及延性裂纹扩展阻力随温度降低迅速减小;试验钢的有效晶粒为(3.1±0.4)μm,细小的有效晶粒尺寸,是保证其低温韧性良好,韧脆转变温度低的主要原因。

不同温度退火后含铌钛IF钢的织构演变及其与塑性应变比和加工硬化指数的关系

对72%冷轧压下率的含铌钛IF钢分别进行790,850,910℃的连续退火处理,采用X射线衍射仪、拉伸试验机等对IF钢板不同厚度层的织构极密度与含量、塑性应变比、加工硬化指数进行了分析,研究了不同温度退火后织构的演变及其与塑性应变比和加工硬化指数的关系。结果表明:随着退火温度的升高,退火后IF钢中{001}〈110〉织构减弱,{111}〈112〉、{111}〈110〉织构均增强,且{111}〈110〉织构增强的速率比{111}〈112〉织构的快;不同温度退火后,IF钢中的织构沿厚度层均匀分布;随着退火温度的升高,{111}面织构增多,{100}面织构减少,{111}和{100}面织构体积比增大,塑性应变比呈非线性增加趋势,加工硬化指数变化不大;当退火温度为850℃时,塑性应变比各向异性系数最小,织构分布最均匀。

IF钢晶界的微观力学性能及其对宏观力学性能的影响

利用纳米压痕技术对不同晶粒尺寸无间隙原子钢(IF钢)晶界的微观力学性能进行表征,并测试了IF钢的维氏硬度和拉伸性能,分析了晶界微观力学性能对宏观力学性能的影响。结果表明:不同尺寸晶粒内的纳米压痕硬度和弹性模量基本一致,但晶粒尺寸较小试样的平均纳米压痕硬度约为3.12GPa,比晶粒尺寸较大试样的(2.36GPa)更高,平均模量约为205GPa,低于晶粒尺寸较大试样的(210GPa),晶粒尺寸较小试样的维氏硬度和抗拉强度明显高于晶粒尺寸较大试样的;晶界的纳米压痕硬度(3.25GPa以上)比晶粒内的(2.61GPa)更高而弹性模量略低是导致宏观力学性能差异的主要原因。

矩阵法对焊接接头硬度值分布的分析研究

为解决标线法对50 mm厚EQ47调质态钢板多层多道焊接接头维氏硬度测试的局限性,采用一种矩阵测试方法,通过对焊接接头进行详细的微区硬度测试,并根据硬度值绘制硬度等值线图,结果显示该方法可以直观显示焊接接头的硬度值分布以及各硬度值区域所占比例;同时对硬度等值线图上不同硬度值区域的显微组织和微区成分进行较深入的分析和研究。结果表明:不同位置硬度值的差别与显微组织有关,与元素的分布基本无关,该方法既能定性又能定量进行硬度值分布表征,更加有利于对焊接接头的组织及力学性能进行分析。

循环加热和淬火对20MnCrNiMo钢组织及性能的影响

对从40 mm厚板坯上切取尺寸为20 mm×40 mm×200 mm的20MnCrNiMo钢试样,分别进行了860℃水淬,860℃水淬再860℃水淬二次淬火,900℃水淬再860℃水淬二次淬火,以及900℃水淬、860℃水淬再860℃水淬三次淬火。经1~3次淬火的试样均于620℃回火。随后,采用光学显微镜、扫描电镜等设备研究了试样的显微组织、断口形貌和力学性能。结果表明,多次淬火可细化钢的晶粒,改善钢的力学性能;三次淬火对组织细化及性能改善的效果好于两次淬火;对于这种钢的两次淬火工艺,初次淬火温度为860℃的工艺能使钢的晶粒更细小,力学性能更优。

EH40高强度船板钢低温CTOD装置改造及试验探讨

通过对实验室现有1 200 k N液压万能试验机的改造,结合使用100 k N疲劳试验机,完成了EH40高强度船板钢母材及焊接接头低温CTOD试验。应用试验结果对焊接接头韧性进行评价,结果显示,EH40船板钢埋弧焊焊接接头的低温CTOD断裂韧性良好,母材和焊缝均符合Rules for Classification and Construction Ship Technology船舶技术规范要求。不同位置、不同热输入量的试验比较表明,焊接部分的韧性主要与位置有关,而与热输入量关联不大。此外,英标BS 7448对最小裂纹长度的有效性判据更为严格,为各家船级社认证所采用。

EH47船板钢热加工图的建立

在Gleeble-3800热模拟试验机上,利用热压缩变形研究EH47号船板钢的热变形特性。设置最大真应变为0.7,变形温度分别为950、1 000、1 050、1 100、1 150℃,变形速率为0.1、0.5、1、5、10 s-1。利用试验所得数据通过一系列公式计算并绘制热加工图,结合不同压缩工艺得到的金相组织对比发现：变形温度为（1 000±10）℃、应变速率为0.1 s-1区域耗散率因子η值达0.62以上,再结晶晶粒细小而均匀,为热加工最佳工艺参数;而变形温度为950~1 050℃、应变速率为0.5~2 s-1区域再结晶晶粒较少,晶粒尺寸参差不齐为加工失稳区,热加工时应避免选择该区域。根据热加工图中得出的最佳热加工工艺参数,计算得出现场最佳轧制参数：轧制温度为1 000℃,压下量为15~20 mm。

机加工对圆棒金属拉伸试样试验结果的影响

介绍了机加工对金属圆棒拉伸试样力学性能检测结果的影响。按照国家标准中关于圆棒拉伸试样的机加工要求以及金属材料室温拉伸试验方法,分别从圆棒拉伸试样的尺寸公差、形状公差、表面粗糙度及过渡圆弧半径4个方面进行了讨论。结果表明,形状公差越大,抗拉强度和断后伸长率越小;尺寸正公差越大,其断后伸长率越大,尺寸负公差越大,其断后伸长率越小;表面粗糙度越大,抗拉强度和断面收缩率下降的趋势越明显,表面粗糙度越小,抗拉强度和断面收缩率逐渐增大且慢慢趋于缓和;过渡圆弧R越大,其上屈服强度是逐渐增大的,但是当过渡圆弧满足R≥0.75d0后,其上屈服强度的增加逐渐变缓。