奥氏体不锈钢应变强化工艺及性能研究

针对奥氏体不锈钢延性好但屈服强度低的问题,提出采用应变强化工艺来提高材料屈服强度。分析应变强化工艺中两个关键工艺参数——应变速度和应变量对材料力学行为的影响,指出应变速度不宜过慢,否则会出现锯齿形屈服行为,对材料性能造成不利影响。经应变强化后的奥氏体不锈钢在显著提高强度的同时,仍能保持较好的韧性。通过金相组织分析、马氏体体积分数测定等结果表明,将应变量控制在10%以下,强化后奥氏体组织仅发生少量的α′马氏体相变,对材料的力学性能影响不大,且材料的微观组织也没有明显变化。研究结果表明,采用应变强化技术在大幅提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时,对材料的其他力学性能均不造成大的影响,从而为压力容器的安全运行提供有力保证,可实现压力容器的轻型化设计,经济和社会效益显著,应用前景广阔。

奥氏体不锈钢深冷容器室温应变强化技术

随着低温液化气体的日益广泛应用,深冷容器的需求量不断增加。在安全的前提下,实现深冷容器的轻量化,对于节能降耗具有重要意义。采用室温应变强化技术可以提高奥氏体不锈钢的屈服强度,显著减薄奥氏体不锈钢制深冷容器的壁厚,减轻重量。中国、美国、德国、澳大利亚等已将该技术用于制造奥氏体不锈钢深冷容器。在简要介绍室温应变强化技术发展历史、标准和优点的基础上,着重分析讨论了该技术推广应用中遇到的常见问题。

应变速率敏感系数(m值)测试方法探讨

采用速度突变法、等应变速率拉伸法测定了应变速率敏感系数 (m值 )。探讨了拉伸速度的变化和不同变速位置对m值测试结果的影响。结果表明 ,增加试验速度 ,使m值测试结果提高。在相同的试验条件下 ,对不同材料的m值进行了测试分析。

奥氏体不锈钢制深冷容器室温应变强化技术常见问题探讨

室温应变强化技术可显著提高奥氏体不锈钢的屈服强度,降低奥氏体不锈钢制深冷容器内容器的壁厚,是一种省材节能的绿色制造技术。目前,包括中国在内的多个国家和地区已将该技术用于奥氏体不锈钢制深冷容器的制造。中国采用室温应变强化技术的时间相对较短,在实施过程中提出了一些新的技术问题。本文结合近些年的研究成果和实践,从材料、设计、制造和检验等方面,对奥氏体不锈钢制深冷容器室温应变强化技术的常见问题进行了探讨,并提出了若干建议。

应变强化对奥氏体不锈钢高温疲劳行为的影响

采用应变强化技术制造奥氏体不锈钢制压力容器可以使容器壁厚减薄,是实现压力容器轻型化设计的有效手段。为研究应变强化过程中容器的风险增量,对固溶态和应变强化预处理态的S31603奥氏体不锈钢在550℃、应力控制模式下的疲劳行为开展系统研究。研究结果表明,应变强化预处理前后材料均表现出持续的循环硬化响应,但经应变强化预处理后材料的循环应变幅和平均应变响应均小于固溶态材料;由于材料在试验温度下发生动态应变时效,其平均应变表现出突然阶跃行为,且应变强化前后材料出现平均应变阶跃次数大致相同;室温下不超过10%的应变强化预变形处理能有效提高材料的屈服强度,减小材料的循环应变幅响应,延长材料的高温疲劳寿命,从而为应变强化奥氏体不锈钢制容器在高温环境下的可靠运行提供保证。

预拉伸奥氏体不锈钢常温拉伸力学性能试验研究

为研究应变强化对奥氏体不锈钢拉伸力学性能的影响,从而为应变强化深冷容器的设计提供一定的数据支撑。以奥氏体不锈钢S30408为研究对象,采用不同的试样加工方法,对不同预拉伸程度的试样,进行常温下恒定速率的拉伸试验。研究表明:把板材先加工成试样,再进行预拉伸处理,然后拉断,材料的抗拉强度基本不变,且预拉伸程度越高,材料的屈服强度越高,断后伸长率和截面收缩率越低;把板材先进行预拉伸处理,再加工成试样,然后拉断,试样的抗拉强度和未预拉伸时的抗拉强度成正比。

应变强化奥氏体不锈钢力学行为研究及应用

针对奥氏体不锈钢塑性和韧性优良但屈服强度低的问题,提出采用应变强化工艺来提高奥氏体不锈钢的屈服强度。研究了应变强化工艺中的两个关键工艺参数——应变量和应变速率对材料力学行为的影响。对应变量的研究结果表明,将奥氏体不锈钢的应变强化量控制在10%左右,材料的屈服强度可以得到显著提高。由此可大幅减薄压力容器的设计壁厚,实现压力容器的轻型化设计。与此同时,在10%左右的形变量下,因形变诱发的马氏体量很少,材料仍保持了较好的塑性和韧性,为压力容器的安全设计提供了保证。对应变速率的研究结果表明,在准静态条件下,奥氏体不锈钢材料力学性能指标对应变速率不敏感,但过小的应变速率会导致材料出现锯齿形屈服,产生Portevin-Le Chatelier(PLC)效应。

拉伸与轧制预变形对2519A铝合金组织与力学性能的影响

通过硬度测试、拉伸测试、透射电镜分析以及织构测试等手段,研究拉伸和冷轧两种不同预变形方式对2519A铝合金165℃时效后组织与力学性能的影响。结果表明:适当的变形量均使θ′相尺寸细小、密度增加,而变形量过大使θ′相分布变得较不均匀,合金强度提高不大,而塑性降低;6%拉伸预变形和7%冷轧预变形使合金板材峰值时效抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为472MPa、404MPa、15.6%和472MPa、417MPa、9.4%,二者的抗拉强度基本相同,但前者的屈服强度低、塑性高;两种预变形方式下板材织构类型相同,取向密度无明显差别;合金板材屈服强度和伸长率的差别由第二相θ′相的数量、尺寸和分布所确定。

奥氏体不锈钢制压力容器应变强化工艺研究及安全性分析

根据欧盟EN 13458-2:2002中关于奥氏体不锈钢制压力容器应变强化标准确定了材料的许用应力,设计并制造了奥氏体不锈钢制试验容器,合理制定了焊接工艺并对容器焊缝进行了射线和渗透检测,所有焊缝质量均达到Ⅰ级合格。通过自行开发的精确自动加压设备对试验容器实施应变强化工艺,通过测量应变强化后容器周长变化量来计算强化容器的永久变形量,并与理论值进行了比较,两者吻合较好。对应变强化容器进行了爆破试验,以确定其爆破压力和爆破部位,并测量容器启裂部位的周长变化量和壁厚减薄量,检验强化容器的塑性储备。探究了应变强化容器极限承载压力和爆破安全系数并讨论了其安全性。

应变强化奥氏体不锈钢压力容器的变形规律研究

在对常规压力容器实施应变强化工艺过程中,容器将经历弹性变形和塑性变形两个阶段。当容器发生塑性变形时,其变形量对压力的响应较为敏感,因而合理控制容器的变形量是实施应变强化工艺的关键环节之一。在压力容器主要部位粘贴电阻应变计,测定相应部位的弹性变形量与逐级施加的应变强化压力之间的关系,并将得到的变形量数据作为后续验证有限元计算可靠性的依据。在塑性变形阶段,通过有限元分析容器的圆筒、封头和接管周边区域在应变强化压力作用下的整体变形规律,并研究各部位发生最大变形量的位置。结果表明:容器的局部最大变形量为8.24%,出现在接管根部内侧,符合现行标准规定的局部最大变形量不超过10%的要求。

应变强化奥氏体不锈钢焊接接头冲击试验研究

为了研究9%应变强化工艺对焊接接头冲击性能的影响,给应变强化奥氏体不锈钢焊接接头冲击试验指标的制定提供依据,以奥氏体不锈钢S30408为研究材料,对9%应变强化前、后焊接接头焊缝区和热影响区的标准尺寸和5mm厚小尺寸夏比V型缺口试样进行-196℃低温冲击试验.研究结果表明:9%应变强化对冲击功与侧向膨胀量在统计学上无影响;试样的冲击功与侧向膨胀量均保持线性关系,且线性关系在应变强化前、后在统计学上无明显差异;除焊缝区标准试样外,其余试样在冲击功满足指标要求时,对应的侧向膨胀量也能满足指标要求;应变强化前、后小尺寸试样冲击功与标准尺寸试样冲击功比值在焊缝区内均大于0.5,在热影响区内均等于0.5.

热处理对共聚酯复合纤维性能的影响

着重讨论了热处理对共聚酯复合纤维性能的影响,同时还对它的超分子结构和纤维形态进行了探讨。结果表明,共聚酯复合冷拉伸纤维较其热拉伸和聚酯纤维有高的热收缩率和潜在卷曲性,但强度略低,伸长稍大。经过热处理,共聚酯复合纤维及其加弹丝将呈现出极好的三维卷曲形态和卷曲性能,且热收缩率、卷曲度和卷曲弹性率均随热处理温度提高而增大,断裂强度下降,伸长变大,其强度下降程度和伸长增长率均比聚酯纤维大。

一种新型的冷连轧机刚度模型

根据现场轧机刚度的测试数据,利用MATLAB工具对轧机弹性曲线进行了回归,应用回归的刚度模型对人口厚度为3．0mm、出口厚度为0．98mm的冷轧带钢5道次的辊缝进行了设定计算,辊缝的计算值和高速状态下的实测值非常接近,表明现场实际应用的刚度模型精度较高。

硬弹性HDPE流延基膜冷拉过程中显微结构的变化

以不同拉伸倍率和拉伸速度在室温下对硬弹性HDPE流延基膜施加冷拉作用,通过原子力显微镜、场发射扫描电镜、X射线衍射以及孔隙率和透气率测定来观察冷拉前后薄膜中片晶结构的变化,并且了解这些显微结构变化对微孔膜结构和性能的影响。研究发现,提高冷拉倍率可以增加拉伸膜中片晶分离程度,有利于形成具有较高孔隙率和透气率的微孔膜,但冷拉倍率过高会使片晶弯曲崩溃,部分微孔闭合;随冷拉速度增加,拉伸膜中片晶分离更加彻底,使得微孔膜中微孔数目增多且分布更加均匀;冷拉过程中拉伸应力下结晶的较长连接链和应力作用下破坏的片晶边缘的微次晶共同构成了拉伸膜中分离片晶间的初始桥结构。

应变强化真空绝热深冷容器的钨极氩弧焊焊接工艺研究

分析比较了不同焊材和焊接工艺参数对不同厚度奥氏体不锈钢S30408钨极氩弧焊的预拉伸焊接试件焊接工艺评定的影响,试验结果表明,采用ER308L焊材的预拉伸试件可以得到符合要求的力学性能指标,预拉伸后焊接接头的屈服强度比原始钢板提高了52%～75%;厚板试件在较大的焊接热输入下,预拉伸后试件的力学性能也能满足要求。

原位小角X射线散射研究热拉工艺对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜结构的影响

采用原位小角X射线散射和扫描电子显微镜研究了热拉过程中,拉伸比和拉伸温度对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜晶体和孔洞结构的影响.研究结果表明,冷拉、热定型过程中片晶簇被分离开,其内部结构在热拉过程中不发生分离等变形;随着热拉拉伸比的增加,片晶簇间架桥长度不断增大;与冷拉、热定型样品相比,热拉后的微孔膜架桥沿垂直于拉伸方向具有较好的周期性.不同的拉伸温度结果表明,架桥长度随拉伸温度升高而增加;温度过高时架桥会发生熔融.

应变强化对S30408奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率试验法,研究应变强化对S30408奥氏体不锈钢在高温氯离子水溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响。结果表明:随应变强化量的增大,材料在试验环境中的应力腐蚀敏感性增加;由应变强化产生的α′形变马氏体是造成材料应力腐蚀敏感性增大的主要因素。应变强化会增加奥氏体不锈钢制压力容器在高温腐蚀性介质环境中的服役风险。

聚丙烯微孔膜研究进展

聚丙烯(PP)是一种价格低廉的塑料,是目前最主要的制备高分子微孔膜的材料之一。笔者综述了近年来PP微孔膜制备方法的研究进展,重点介绍了熔纺拉伸法(MSCS)、热致相分离法(TIPS)、共混拉伸法、熔融烧结法等PP微孔膜的常用制备方法,并对相关的影响因素进行了讨论。

基于Hull-Rimmer理论的应变强化奥氏体不锈钢高温疲劳寿命预测方法

以S31603奥氏体不锈钢材料为研究对象,开展应力控制下的高温疲劳试验,获得固溶态和经不同应变强化量预处理的S31603奥氏体不锈钢高温疲劳寿命试验数据。基于Hull-Rimmer空洞长大理论,建立适用于应力控制下的材料疲劳寿命预测模型,并对固溶态和应变强化态S31603奥氏体不锈钢进行寿命预测,预测结果与试验值吻合较好。在此基础上,结合不同应变强化量下材料的疲劳寿命变化趋势,进一步建立耦合应变强化预处理量的材料疲劳寿命预测模型。与实测寿命相比,预测寿命位于±1.5倍误差带之内,预测效果良好。建立的高温应力控制下的材料疲劳寿命预测模型形式简洁且具有清晰明确的物理意义,可用于应力加载下金属材料的高温疲劳寿命预测。

熔融纺丝制备中空纤维膜研究进展

中空纤维膜作为一种重要的分离膜材料,其制备方法一直以来是膜技术研究领域的热点。相对于溶液法纺丝制膜方法而言,熔融纺丝法具有使用溶剂量少、环境友好、所得中空纤维膜力学性能较优等特点,已成为目前中空纤维膜制备的重要技术之一。本文根据工艺将熔融纺丝制膜方法区分为熔融纺丝-拉伸法和热致相分离法,分别就这两种方法中空纤维膜的制备技术及致孔机理进行介绍,并对二者的研究历史及现状进行了论述,最后,还指出了熔融纺丝制备中空纤维膜研究领域有待解决的问题。