轴承钢滚动接触疲劳亚表面夹杂处损伤分析

轴承钢在滚动接触疲劳(RCF)中失效的主要原因之一是亚表面白蚀区(WEA)的形成.本文中从塑性应变累积引起剪切局域化新的角度对WEA进行了研究.通过耦合晶体塑性和相场损伤理论建立了损伤演化本构模型,研究了非金属夹杂处塑性应变累积和损伤演化.研究表明,接触疲劳载荷引起的塑性应变局域化导致了剪切带的形成.剪切带的形貌、取向和应变与WEA的一致,表明WEA实际上是应变局域化的剪切带.晶体取向对WEA损伤的形成和发展有很大的影响,WEA仅在择优的晶体取向下形成.与软夹杂周围的剪切带和损伤演化不同,硬夹杂处的剪切带与夹杂相切,形成的4条剪切变形带将夹杂“包围”.剪切带内部处于高应变和低应力的状态,带中心处应变达到最大,随带宽两侧急剧减小,而中心处应力却最小,几乎为零,沿带宽两侧增大,这说明裂纹在剪切带内萌生和扩展.该结论阐明了裂纹和WEA形成的关系,即裂纹是在WEA形成过程中因应变不协调产生,而非裂纹先产生,裂纹上下表面相互摩擦导致WEA形成.

冷、热轧工艺对S400不锈钢点蚀性能的影响

为了更好地了解轧制成型工艺对不锈钢板材点蚀性能的影响,通过X射线衍射(XRD)、电子显微镜技术和电化学测试方法等研究了冷、热轧S400不锈钢的微观组织演化、碳化物析出和点蚀机理。结果表明,冷、热轧S400不锈钢基体均为铁素体组织,其中冷轧工艺钢(CR-S400)基体为细长变形的铁素体晶粒,热轧工艺钢(HR-S400)的铁素体晶粒呈现等轴晶;在CR-S400和HR-S400中均观察到了富Cr的M23C6碳化物析出,该碳化物引起了CR-S400和HR-S400的点蚀;HR-S400的点蚀电位较低,极化电阻较小,耐腐蚀性较差,这可能归因于在HR-S400中形成的少量马氏体岛组织的出现降低了S400热轧板的耐蚀性。

氧传感膜的制备及稳定性研究

将聚丙烯微孔过滤膜浸渍到不同比例荧光指示剂(四(五氟苯基)卟啉铂(PtTFPP)和聚合物基质(乙基纤维素)的混合溶液中,制备了一系列氧传感膜。采用扫描电子显微镜、激光共聚焦荧光显微镜和荧光光谱仪表征了氧传感膜的形貌和光学性质,并得到最佳配比的氧传感膜。连续监测14d后,氧传感膜的真空相位降低了7.69%,使用特定的发光二极管(LED)光照老化装置对氧传感膜进行连续光照老化实验。结果表明,老化10h后氧传感膜的真空相位下降速率降低。测试了老化10h后氧传感膜的稳定性,发现紫外光和绿光老化的氧传感膜真空相位下降幅度分别为1.35%和2.40%,明显小于未老化的氧传感膜。光老化法可以提高氧传感膜的稳定性,在实际应用中具有广阔的前景。

基于晶体塑性模型与内聚力单元模拟的接触疲劳亚表面原奥晶界裂纹萌生

材料在接触疲劳载荷下亚表面裂纹的萌生是其主要损伤模式之一.采用晶体塑性模型耦合内聚力单元,模拟高强钢在滚动接触疲劳载荷下亚表面原奥氏体晶界处的疲劳裂纹萌生.基于内聚力模型的损伤起始准则和疲劳损伤演化规律,并利用USDFLD子程序将内聚力单元的疲劳损伤与晶体塑性模型结合,计算了滚动接触疲劳加载下的损伤随循环次数的累积.对Voronoi模型下的疲劳裂纹萌生进行了模拟,研究了晶体取向对裂纹萌生的影响.结果表明,裂纹的萌生受剪切应力主导,萌生位置在最大剪切应力范围内,模拟结果和试验观察一致.晶粒取向对裂纹萌生位置与萌生寿命有显著影响.

不同工艺下马氏体不锈钢组织演变及其对表面光洁度和耐蚀性的影响(英文)

通过金相、SEM和TEM观察,表面粗糙度测试和电化学实验方法,对经过不同温度淬火和回火的国产Cr13型马氏体不锈钢的微观组织演变及其对材料硬度,表面光洁度和耐蚀性能的影响进行了分析研究。结果表明,马氏体是基体中的主要相,当回火温度为650℃时,铁素体变成基体中的主要相,随着回火温度的提高,不锈钢基体组织发生了由回火马氏体到回火索氏体的演变。回火后,材料的硬度降低,当回火温度达到650℃,材料硬度降至22 HRC,其表面光洁度大幅度降低。同时,回火材料的耐点蚀性能低于淬火态材料,且随着回火温度的提高,马氏体不锈钢的点蚀电位降低,并在500℃时达到最差。

不同强化工艺下HRB400螺纹钢筋力学性能及组织分析

对国内钢材市场选取的含Nb合金化与非合金化HRB400钢筋进行力学性能及微观组织分析。结果表明,非合金化钢筋的屈服强度及抗拉强度均高于含Nb合金化钢筋,而含Nb钢筋的Rel/Rm以及Rel/400值则优于非合金化钢筋;非合金化钢筋与含Nb合金化钢筋的边部组织分别为马氏体组织与贝氏体+珠光体组织;同时,通过高倍透射电镜观察含Nb钢筋析出物形貌,含Nb钢筋中有大量细小弥散碳化物。由于细晶强化及析出强化的共同作用,含Nb钢筋的抗震性能优于非合金化钢筋,塑韧性得到良好匹配。

试样形状对轴承钢绝热剪切带微观组织的影响

绝热剪切带(ASB)的微观组织受试样几何形状的影响。对圆柱、帽形和剪切压缩型三种不同形状的试样进行分离式霍普金森压杆高速冲击试验,研究试样形状对轴承钢绝热剪切带的形成和微观组织的影响。结果表明,在应变率为1800~3100 s^(-1)的范围内,材料对应变率的敏感性很低。圆柱试样呈现明显的应变硬化,而帽形试样和剪切压缩型试样(SCS)在不同应变率下分别出现应变硬化和无应变硬化的特征,但流变应力并未因应变硬化而提高。试样形状对ASB的微观形貌和组织有很大影响。圆柱试样上产生了窄且细长的ASB,只发生了应变诱发的晶粒细化,属于形变ASB;帽形试样和SCS则形成大片状的ASB,由等轴晶组成,且发生了体心立方体(BCC)马氏体转变为面心立方体(FCC)奥氏体的相变,属于相变ASB。尤其是SCS中ASB的等轴晶,有非常清晰的晶界,是典型的动态再结晶晶粒。温升计算结果显示,圆柱试样ASB的温升远低于奥氏体相变温度,而帽形试样和SCS的温升高于马氏体的熔点,导致局部熔融。

喷射成形H13钢的耐腐蚀行为

采用电化学测试和浸泡实验研究了喷射成形H13钢与铸造H13钢的耐腐蚀性能,通过OM、SEM和TEM分析了材料组织对耐蚀性的影响以及腐蚀机理。结果表明:喷射成形H13钢在1050℃淬火后600℃回火时自腐蚀电位最高,耐腐蚀性能最好;喷射成形H13钢的点腐蚀由夹杂物引起,点腐蚀产物在夹杂物周围沉积,造成溶液局部p H下降,加速了腐蚀过程;与铸造H13钢相比,由于喷射成形H13钢组织中存在孔洞,晶界、位错密度大,容易成为点蚀的诱发源,回火后在晶界和马氏体边界析出的大量碳化物造成基体贫Cr,增加了阴阳极的电位差,导致喷射成形H13钢的耐蚀性与铸造H13钢相比稍差。

碳氮共渗对马氏体钢轴承内圈接触疲劳寿命和失效机理的影响

对GCr15马氏体钢轴承内圈分别进行常规热处理和碳氮共渗+深冷+回火处理(简称碳氮共渗处理),通过对比研究了碳氮共渗对试验钢接触疲劳寿命及失效机理的影响。结果表明:碳氮共渗处理内圈试样中的碳化物比起常规热处理内圈试样更加均匀、弥散、细化,表面显微硬度和残余应力均显著提高;碳氮共渗处理内圈试样的额定寿命L_(10),特征寿命L_(63.2)和中值寿命L_(50)分别约为常规热处理内圈试样的5.3倍,6.7倍和6.6倍;常规热处理和碳氮共渗处理内圈试样的接触疲劳失效损伤机理均为剥落,碳氮共渗处理后的亚表面裂纹萌生位置更深,亚表面二次裂纹的萌生与主裂纹的扩展得到抑制,抗接触疲劳性能得到提升。

王献唐三封未刊相关信札述略

王献唐是山东近现代图书及文博事业的奠基者,精于文字、考古、金石、目录版本之学。绍兴图书馆藏有与其相关信札3封,记录了民国时期绍兴县修志委员会与王献唐关于王阳明山东所书碑文一事的交往。

夹杂物对30Cr13和StavaxESR马氏体不锈钢耐蚀性能的影响

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),光电子能谱显微镜(PSEM)并结合电化学阻抗谱(EIS),动电位极化曲线测试等研究了30Cr13钢和StavaxESR钢在不同热处理状态下的微观组织、夹杂物分布及电化学腐蚀性能,并研究了碳化物及夹杂物对其耐蚀性能的影响。结果表明:经过1130℃奥氏体化处理40 min后,分布于退火态30Cr13钢和StavaxESR钢基体中的富Cr型M_(23)C_6碳化物全部固溶且在淬火时未析出,导致其耐点蚀性能提高;30Cr13钢中的夹杂物含量显著高于StavaxESR钢,且主要为(Ti,Al,Ca)N复相夹杂,与基体形成微电池,加速30Cr13钢基体溶解,导致其耐蚀性低于StavaxESR钢。

无碳化物贝氏体高碳钢滚动接触疲劳失效分析

对无碳化物贝氏体高碳钢开展滚动接触疲劳试验,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、三维轮廓仪、显微硬度计和纳米压痕等分析方法,对比分析低应力和高应力水平下的失效行为,研究其失效机制.结果表明,无碳化物贝氏体高碳钢在1.8 GPa低接触应力下有更优异的滚动接触疲劳性能,其失效形式为表面剥落;在2.6 GPa高接触应力水平下,表面出现严重的塑性变形,表面粗糙度增加导致最大剪切应力增加,位置逐渐靠近表面.在2.6 GPa接触应力下塑性变形层形成梯度结构,但是在1.8 GPa接触应力下并未发现梯度结构,在塑性变形层发现大量的孔洞.

管线钢起皮原因探讨

通过金相观察、扫描电镜和EDS分析,对国内某钢厂生产的L245MB(B)管线钢出现的起皮缺陷进行了研究,发现连铸坯出现表面微裂纹且裂纹附近存在O、Si、Al、Ca和Cu元素的富集,确定铸坯中存在的氧化物夹杂及铜含量的超标引起的铸坯表面微裂纹是导致热轧卷板表面起皮的主要原因,钢的清洁度和连铸工艺是起皮的重要原因。分析了非金属氧化物、铜等低熔点金属及连铸工艺对铸坯表面微裂纹的影响机理,并由此提出了相应的防止措施。

自回火温度对20MnSi钢筋组织及力学性能影响

对不同合金成分20MnSi钢进行控轧控冷和不同温度自回火处理后,分别采用光学显微镜和多功能材料试验机研究了不同自回火温度下不同硅、锰含量20MnSi钢筋的显微组织及力学性能。试验结果表明:随着自回火温度的升高,钢筋的表层显微组织逐渐得到改善,并最终得到珠光体组织,使20MnSi钢筋的强度与韧性得到良好配合;20MnSi钢筋的淬透性随钢筋中Si、Mn元素含量的提高而提高,从而显著增强钢筋的力学性能。采用控轧控冷工艺,在标准范围内适当提高硅、锰含量,并在轧后进行高温自回火,可在不额外加入Nb、V等微合金元素的基础上进行HRB400钢筋的生产。

喷射成形H13钢的抗氧化性

分别在600、650和700℃温度下对喷射成形H13钢循环加热100 h,通过XRD、SEM、EDS、称量增重等方法分析了喷射成形H13钢氧化膜的物相类型,氧化层形貌,元素分布和质量变化规律。结果表明,经过100 h保温后,试样表面形成了两层氧化膜,外层氧化膜主要由Fe_2O_3和Cr_2O_3组成,组织疏松,有较多孔洞;内层氧化膜是尖晶石结构的NiCr_2O_4/NiCrO_4化合物,组织致密不易脱落,有效阻碍了O_2和合金元素的扩散。与铸造H13相比,喷射成形H13钢具有更好的抗氧化性能。