加热温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响

采用热模拟试验方法、力学性能测试技术及显微分析技术研究了加热温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响规律。结果表明,随着加热温度的升高,X80热煨弯管强度升高,塑韧性降低。加热温度为950℃时,组织形态以粒状贝氏体及贝氏体铁素体为主,辅之少量的软相组织,其优良强韧性的获得归因于细小的有效晶粒尺寸及多相分布的混杂组织单元;加热温度高于1 050℃时,横贯奥氏体晶界的粗大贝氏体铁素体板条结构的存在可导致韧性的严重恶化;处于两相区加热温度为850℃时,多边形铁素体的存在不利于强度水平的提高。

工艺参数对X100热煨弯管组织和性能的影响

采用热模拟试验、力学性能测试技术及显微分析方法研究了加热温度和冷却方式对X100热煨弯管组织和性能的影响规律。结果表明:在880℃的加热温度和10%NaCl溶液冷却工艺参数下,试验钢的显微组织为针状铁素体+少量板条马氏体,因而可使试验钢获得较好的强韧性配合。随着加热温度的升高,试验钢的强韧性呈下降趋势。10%NaCl溶液冷却工艺下有较好的强韧性,空冷方式下的强韧性达不到相应钢级的技术要求,这主要是由于显微组织中多边形铁素体及珠光体的出现所致。

纯钛板材室温拉伸塑性变形的各向异性

基于纯钛板材不同取向室温拉伸力学性能的各向异性,采用动态接触式引伸计对该板材的应变过程进行了全程采集试验,并依据试验结果分析讨论了该板材横纵向塑性变形阶段的各向异性。结果表明,纯钛板材横纵向力学性能呈现出一定的各向异性,纵向屈服强度较低,而抗拉强度及断后伸长率则略高;板材具有明显的屈服特性,其良好的塑性依赖于不均匀集中塑性变形阶段,横向所占比例较纵向更为明显;板材横纵向塑性变形阶段的显著差异,致使应变硬化过程及临界失稳点呈现明显的各向异性。

回火温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响

采用热模拟试验方法、力学性能测试技术及显微分析技术研究了回火温度对X80钢级热煨弯管组织性能的影响规律。结果表明,当回火温度区间为550～650℃时,贝氏体铁素体及粒状贝氏体中板条宽化现象的增强及沉淀强化效应的降低不利于其强度的提高。位错亚结构的变化,Nb、V、Ti的碳、氮化物对位错及亚晶钉扎作用的降低及板条间M-A组元的逐渐分解等组织因素有利于其韧性的提高。当回火温度升高到700℃时,组织中板条宽化现象进一步增强,部分组织发生再结晶而出现多边形铁素体,以及位错密度的降低导致了材料强度和韧性的快速下降。综合考虑X80热煨弯管的强韧性,适宜的回火温度为650℃×1 h。

一种测量金属薄板拉伸应变硬化指数的方法

为实现视频引伸计在应变硬化指数n值测试过程中的应用,以弥补短行程接触式引伸计测量范围的不足,依据GB/T 5028—2008中有关薄板拉伸应变硬化指数的测试方法,采用INSTRON 5985视频引伸计,通过软件Bluehill 3的自动测量及人工测量方式在规定回归区间进行了n5-15值的测定,并采用简化公式进行了验证.结果表明,n5-15值均为0.18,满足能力比对试验结果的测试要求.

应变速率对Ti1023合金室温拉伸性能的影响

研究了在室温拉伸试验过程中,不同应变速率对Ti1023钛合金力学性能的影响。结果表明,抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率受应变速率变化的影响较小。屈服强度对应变速率比较敏感,随着应变速率增加,屈服强度不断提高,本试验条件下的屈服强度变化范围超过15%。并根据不同应变速率下的屈服强度,得到了应变速率和屈服强度的关系。根据应力-应变曲线以及拉伸前后试样的显微组织变化,发现Ti1023合金拉伸过程伴随应力诱发马氏体相变。

TA15钛合金板材微观组织及疲劳性能研究

为了研究航空工业用TA15钛合金宽幅板材的组织及其疲劳性能,结合TA15合金宽幅板材的工业生产线工艺,研究了δ27mm厚TA15合金板材的微观组织结构、物相组成、疲劳性能及其疲劳断口特征.试验结果表明:TA15钛合金板材组织为初生α相和β转变组织构成的双态组织,其疲劳极限为645MPa.由疲劳断口可以观察到疲劳裂纹萌生于试样表面,宏观断口形貌呈现典型的三个区域,即裂纹源区、裂纹扩展区和瞬断区.各区域断口微观特征分别为裂纹源区主要呈现为沿晶的解理断口,裂纹扩展区观察到明显的疲劳辉纹,瞬断区则出现大量韧窝并表现出穿晶断裂的断口形貌.同时,对比不同应力条件下的疲劳断口,可以发现随着应力强度的降低,裂纹扩展区面积逐渐增加.

常用硬度检测方法及其在钛合金中的应用

硬度的测定是材料在力学性能研究中最简便、最常用的一种方法,可以在各种形状和尺寸的试件上进行试验,不需要特别试样,并且与材料抗拉强度有近似的正比关系.通过汇总前人的研究结果,对比了布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏、肖氏、里氏几种常见硬度的测试方法、应用范围及特点,对于最常用的布氏、洛氏、维氏简述了测试原理、计算公式、执行标准及这3种硬度值之间的换算方法.还简述了硬度在钛及钛合金中的应用情况,并列出了常用的钛合金的硬度情况.

应变时效对(B+M/A)X80大变形管线钢的组织和性能影响

通过在线配分HOP(heating on-line partitioning)技术,使X80管线钢获取了(B+M/A)复相组织和大变形性能。采用力学性能测试、显微组织分析方法研究了预变量和不同温度时效温度条件下(B+M/A)X80管线钢的应变脆化规律,分析了显微组织对其脆化的影响。结果表明,(B+M/A)X80管线钢存在着应变时效现象,随着应变时效温度的升高,试验钢的强度和硬度呈现增加的变化趋势,试样的断后伸长率和均匀伸长率较低。随着时效温度升高,(B+M/A)X80管线钢的屈强比R_(t0.5)/R_m、形变强化指数n逐渐降低,导致材料大变形能力下降。应变时效脆化的机制是固溶于α-Fe中的C、N原子与位错的交互作用。与普通管线钢相比,(B+M/A)X80经HOP处理后位错恢复和碳、氮化合物沉淀析出有利于改善应变时效性。

TC16合金测量不确定度结果的评定

为评定TC16合金拉伸试验结果的测量不确定度,以TC16棒状拉伸试样为例,建立了不确定度计算的数学模型,确定了影响试验结果的屈服力Fp0.2、最大力Fm、试样尺寸等各项因素,计算出了各种因素的标准不确定度,得出拉伸试验结果(Rp0.2、Rm、A)的扩展不确定度,评定了拉伸试验结果的不确定度.本评定方法具有一定的代表性,对评定其他金属材料拉伸测量结果的不确定度有一定的参考意义.

烧结316L不锈钢粉末多孔材料的K_(IC)性能研究

以316L不锈钢粉末为原料,采用模压成形与烧结工艺,制备出孔隙度为20%～45%的烧结316L不锈钢粉末多孔材料,分别采用了1 150℃和1 200℃烧结温度.研究了烧结温度、孔隙度对烧结316L不锈钢粉末多孔材料的断裂韧度的影响.结果表明:断裂韧度随孔隙度的升高呈下降趋势,但断裂韧度与孔隙度是一种非单调的函数关系.表面裂纹总是沿着烧结颗粒边缘、孔隙等结构薄弱环节扩展.

预应变对X80高钢级管线钢力学性能的影响

选用高钢级管线钢X80为对象,研究了不同应变量(2%、4%、6%、8%)对材料力学性能和组织结构的影响。实验证明:随着预应变量地增加,试验钢的硬度、强度升高,而塑韧性下降,同时抑制材料的屈强比、形变强化指数和应变硬化均会受到预应变。试验钢力学性能的变化与其在预应变过程中产生的位错塞积、胞状亚结构增加有关。

TC4-DT及TC21钛合金疲劳裂纹扩展速率的对比分析

为进一步研究航空主承力疲劳结构件损伤容限型钛合金的疲劳裂纹扩展问题,基于新版标准疲劳裂纹扩展试验方法GB/T 6398—2017,对两类损伤容限型钛合金TC4-DT及TC21进行测试。结果表明,低速扩展阶段,TC4-DT较TC21的疲劳裂纹扩展速率更小,宏观断口形貌粗糙度较大。当裂纹尖端应力强度因子范围ΔK处于24~31 MPa·m1/2的初始稳态扩展阶段时,裂纹扩展速率曲线基本重合,TC4-DT较TC21具有更长的稳态扩展区,断口形貌较为平滑。随裂纹长度的增加,应力强度因子范围ΔK约为断裂韧度KIC的50%时,进入失稳扩展阶段,断裂面粗糙度增加。

显微组织对TC21合金疲劳性能的影响

选取实际工业生产的TC21钛合金锻件,研究不同部位的显微组织、动静态力学性能并疲劳断口形貌.结果表明:TC21钛合金经过准β锻造后显微组织为网篮组织,其组织中存在未完全破碎的晶界α相,锻件头部、中部和尾部的组织有一定的差异.不同部位锻件均能获得良好的拉伸性能,且拉伸性能稳定.R=0.06时,头部、中部和尾部样品的疲劳极限分别是704.2 MPa、698.8 MPa和662.5 MPa.原始晶界α的破碎程度影响材料的高周疲劳性能,显微组织中存在粗大的α片层会导致其疲劳性能降低.在实际生产过程优化锻造工艺,改善在锻件不同部位的显微组织会提高TC21锻件的疲劳性能.