16MnDR与ZG20SiMn铸钢焊接接头的微观组织与低温性能

采用药芯焊丝气保焊方法焊接了压力容器用低温钢16MnDR和塑性、低温冲击韧性良好的ZG20SiMn铸钢。试验了焊接接头的低温拉伸、弯曲和冲击性能,结果为:焊缝和ZG20SiMn铸钢的低温强度都大于16MnDR,-40℃拉伸试验都断于16MnDR母材;-40℃侧弯试验弯曲角为90°时,在ZG20SiMn铸钢侧出现了大于3mm的裂缝;-40℃焊缝、16MnDR侧和ZG20SiMn侧热影响区的冲击值都大于标准要求的34J,-50℃时ZG20SiMn侧热影响区的冲击韧性已不足。焊缝金属中C、Si和Mn含量合适,并含有对提高低温性能有益的Ni和微量V,微观组织细小,有大量针状铁素体,故焊缝区域有很好的低温塑性和韧性。ZG20SiMn过热区的组织以贝氏体为主,有细小的缩松缺陷,故有较高的强度,弯曲试验在ZG20SiMn侧出现裂纹。

ZG20SiMn铸钢的高周疲劳行为

针对不同应力比下ZG20SiMn铸钢的高周疲劳行为进行了研究,确定了应力比对ZG20SiMn铸钢的高周疲劳寿命和疲劳极限等的影响。研究结果表明,在R=0.5的高应力比下,ZG20SiMn铸钢的疲劳极限明显高于R=0.1下的疲劳极限;在相同的外加应力幅下,当R=0.1时,ZG20SiMn铸钢的疲劳寿命明显高于R=0.5时的疲劳寿命。疲劳断口形貌的扫描电子显微分析结果表明,在不同的疲劳加载条件下,裂纹均以穿晶方式萌生于ZG20SiMn铸钢试样表面,并以穿晶方式扩展。此外,钢中的鱼骨状硫化物夹杂或者呈链状分布的含钼和锰的球状化合物相会显著降低ZG20SiMn铸钢的疲劳寿命。

ZG20SiMn高温流变性能研究

在Gleeble-15000热力模拟实验机上测定了ZG20SiMn从300℃到固相线温度区间的流变性能,辨识出其符合流变学[H]-[NIS]模型以及流变参数。将流变学模型和拉伸实验得到的弹塑性模型进行了比较分析,结果表明流变学模型更适合描述铸件的高温力学行为。

ZG20SiMn铸钢的应变疲劳行为研究

为了深入理解ZG20SiMn铸钢在应变疲劳期间的循环变形及断裂行为,在应变控制模式下针对ZG20SiMn铸钢的疲劳行为进行了研究.结果表明,在应变控制的加载模式下,ZG20SiMn铸钢可表现为循环硬化和循环稳定特征,主要取决于外加总应变幅的高低,且其弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间表现为单斜率线性行为.透射电镜分析结果表明,ZG20SiMn的疲劳变形机制主要为波状滑移机制.扫描电镜分析结果表明,在不同的外加总应变幅下,疲劳裂纹均以穿晶方式萌生于ZG20SiMn铸钢试样表面,并以穿晶方式扩展.

ZG0Gr13Ni5Mo与ZG20SiMn钢焊接接头热处理后碳迁移问题

对异种钢焊后热处理产生碳迁移问题进行试验研究，分析了Ｎｉ元素对其碳迁移的影响，采用合金元素含量阶梯过渡焊接方法有效地抑制了ＺＧ０Ｇｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ与ＺＧ２０ＳｉＭｎ钢焊后在６００℃热处理时产生的碳迁移，给出了阶梯过渡焊时各层界面不产生碳迁移的（Ｃｒ＋Ｍｏ）％含量临界值。

不同热处理工艺对ZG20SiMn钢奥氏体化后组织和力学性能的影响

对ZG20SiMn钢进行奥氏体化后不同冷速及不同回火温度的试验研究。采用金相组织分析和力学性能试验对钢的微观组织和力学性能进行表征分析。结果表明,ZG20SiMn钢经淬火后,基体中的铁素体含量大幅降低,贝氏体增多,ZG20SiMn钢的强度、硬度和塑韧性得到大幅提升,ZG20SiMn钢的各项力学性能均能很好地满足要求。

热处理不当造成ZG20SiMn铸件的脆性

通过对失效ZG20SiMn铸件进行两种缺口与裂纹试样的示波冲击试验和金相观察，查明了失效ZG20SiMn铸件的脆性强度及原因，并提出了改善同类产品性能的意见。

ZG20SiMn铸件热处理工艺

ZG20SiMn具有良好的铸造性能及焊接性能。一般用作铸造大截面壁厚重型铸件，如水压机工作缸，水轮机转轮、叶片，电站主轴、法兰及坐环等，凡是高韧易焊铸钢件均可适用。ZG20SiMn钢铸态组织为珠光体和铁素体，正火后容易出现魏氏体组织，当铸件粘砂严重时，为了便于清砂，可预先进行一次高温（1100℃）均匀化退火。

混流式水轮机转轮裂纹扩展探讨

对转轮常用材料 ZG2 0 Si Mn进行了 JICda/ d N及Δkth测定 ,初步建立了转轮裂纹扩展模型 ,并对已运行转轮进行了计算 ,结果与实际相符。图 5表 7参

应力比和频率对低合金钢腐蚀疲劳裂纹扩展机理的影响

在理论分析裂尖局部应变、应变速率及溶解速度的基础上、实验测定了低合金钢ZG20SiMn,SM50B—Zc的腐蚀疲劳裂纹扩展速率,并随着裂纹的扩展测定了裂纹内和裂纹尖端的pH值和金属电极电位。

EFFECTS OF STRESS RATIO AND FREQUENCY ON CORROSION FATIGUE CRACK GROWTH MECHANISM IN LOW ALLOY STEELS

Based on theoretical analysis about local strain,strain rate and dissolving rate at crack tip, the corrosion fatigue crack growth rate of steels ZG20SiMn and SM50B-Zc in fresh water and 3.5% NaCl solution were measured experimentally,and the PH and electrode potential within crack were also measured continuously along with crack propagating.It showed that the increase of crack growth rate,caused by both decreasing frequency and raising stress ratio,was mainly accelerated by hydrogen embrittlement.

二次正火加回火对大型铸钢件机械性能的影响

大型铸钢件由于截面差大,凝固顺序不同,极易在发生V型及倒V型偏析的同时发生显微缩松,并且在尖角处及薄厚过渡处产生裂纹。为了减少由于内部偏析,夹杂所造成的塑韧性低的影响,热处理应以获得较细晶粒提高厚壁截面塑韧性为目的。因此,正确的热处理工艺就显得尤为重要。本文论述通过两次正火加回火来改善大型铸钢件机械性能及减小裂纹倾向。