Effect of Solute Elements and Cooling Rate on Strain in Brittle Temperature Range of Continuously Cast Strand

A micro-segregation model of solute elements in mushy zone with δ/γ transformation during solidification was established based on the regular hexagon transverse cross section of dendrite shape proposed by finite difference method under the non-equilibrium solidification condition. The model was used to calculate the non-equilibrium pseudo binary Fe-C phase diagram and the strain of steels induced by variation of temperature in brittle temperature range. On the basis of the phase diagram and the strain, the strain curve in brittle temperature range as a function of carbon content for continuously fast strand was introduced and obtained, Solute elements change the position of the strain curve. And cooling rate changes the position arid the shape of the strain curve. The comprehensive formula of the strain as functions of solute elements and cooling rate in brittle temperature range has been obtained by nonlinear fitting program.

高速列车6005A铝合金型材焊接热裂纹分析

利用热塑性试验研究了6005A铝合金的热裂纹敏感性,分析了激光-MIG复合热源焊接6005A铝合金型材的焊接热裂纹问题.热塑性试验结果表明,6005A铝合金的脆性温度区间为550～640℃,具有较高的热裂纹敏感性.利用激光-MIG复合焊,采用I形坡口,可以在4.5 m/min的焊接速度下实现6005A铝合金型材的高速焊接.获得的复合焊缝背面局部区域出现垂直于焊缝的热裂纹.热裂纹产生的原因是由更改坡口后致使焊缝金属中母材的稀释率增大引起的,采用适当角度的V形坡口可以消除激光-MIG复合焊中的热裂纹.

钢凝固两相区溶质元素的微观偏析及其对连铸坯表面纵裂纹的影响

以Ueshima的正六边形横断面枝晶模型为原型,采用有限差分方法建立了钢凝固过程伴随δ/γ相变的两相区溶质微观偏析模型,确立了在冷却速率为10℃/s非平衡凝固条件下钢的脆性温度区间,研究分析了各溶质元素在该温度区内的偏析特点及对脆性温度区间△θ_B与热应变的影响规律,定量计算了不同P,S含量下脆性温度区热应变随C含量的变化规律.揭示了P, S含量的增加使连铸坯出现表面纵裂纹几率提高的机理.

高强铝合金2219液化裂纹研究

用热塑性试验评定2219铝合金的液化裂纹敏感性,利用扫描电镜对热塑性试样断口进行了分析。结果发现:α(Al)-CuAl2离异共晶熔点高于α(Al)-CuAl2共晶;加热过程中α(Al)-CuAl2离异共晶后熔化,冷却过程中离异共晶先凝固结晶,因此2219铝合金脆性温度区间较窄;α(Al)-CuAl2离异共晶的凝固结晶使合金在高温下迅速恢复强度和塑性,使2219铝合金液化裂纹敏感性低,焊接性好。

高强度双相钢的高温力学性能

利用Gleeble3500热模拟试验机对双相钢连铸坯的高温力学性能进行了研究,并通过Thermo-Calc热力学计算、差示扫描量热法（DSC）以及断口形貌与组织观察的方法,分析了其脆性区间产生的原因。研究表明,实验用钢的零强度温度（ZST）和零塑性温度（ZDT）分别为1450和1440℃,凝固前沿脆化温度区间较小,具有较好的抗高温裂纹特性。高温脆性区为1415~1440℃,其脆化的原因是晶界熔化,导致实验钢在应力作用下沿晶界开裂;低温脆性区为690~870℃,其脆化的原因是α-铁素体沿奥氏体晶界析出,导致实验钢在应力作用下沿晶界断裂。

HAl77-2铝黄铜管三辊行星轧制工艺模拟

通过理论分析,基于DEFORM3D软件,采用刚粘塑性有限元理论,建立HAl77-2铝黄铜管三辊行星轧制过程有限元模型,模拟轧制过程。由于HA l77-2黄铜存在"中温脆性区",导致管坯在轧制过程中开裂。为实现HAl77-2铝黄铜管的行星轧制,控制轧制过程中管坯温度是解决问题的关键。

40Cr钢的高温热塑性

采用Gleeble 1500热模拟试验机对40Cr的高温塑性进行了测定,并应用扫描电镜对拉断后试样的断口形貌进行了观察。应用Thermo-Calc热力学计算软件对实验钢在400~1 600℃的主要析出相以及A1和A3温度进行了计算,根据A1和A3温度的计算结果选取不同测试温度的试样进行组织形貌的观察分析,以便深入了解40Cr钢的脆化机理,理解某钢厂生产的40Cr钢频繁出现横裂纹的原因。结果表明:40Cr钢的第Ⅲ脆性温度区为600~900℃,实际生产过程中应避开这一温度范围,在铸坯表面温度高于900℃时进行矫直。

铝及铝合金中常见的焊接裂纹及其防止措施

焊接裂纹是铝及铝合金中较严重的焊接缺陷。它的存在不仅影响焊接结构的气密性,而且会在焊接裂纹尖端造成严重的应力集中,致使结构在很小的拉应力作用下发生失效。分析了铝及铝合金中的焊接热裂纹产生条件,并从冶金因素和力学因素两个方面,详细介绍了防止焊接热裂纹的防治措施。

SS400连铸坯高温热塑性分析

采用Gleeble-3500热模拟试验机测试了SS400钢连铸坯的高温力学性能,并利用扫描电镜观察了拉伸试样断口形貌。结果表明:SS400钢第Ⅲ脆性温度区为725~825℃,在该温度区其断面收缩率仅约为40%;通过控制二冷区冷却速率,将铸坯的矫直温度提高到850℃以上,避开第Ⅲ脆性温度区,可以减少铸坯表面裂纹的产生。

低脆性温度区间冷却速率对AH36钢连铸坯热延展性的影响

为改善AH36钢连铸坯角部横裂纹现象,以Gleeble-3800热模拟机为试验设备,研究连铸坯在低脆性温度区间不同冷却速率连续冷却时的热延展性,并借助扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、金相显微镜(OM)对试验钢的断口显微组织进行分析表征,研究了冷却速率对AH36钢连铸坯角部横裂纹的影响规律和显微组织演化。结果表明:提高低脆性温度区间连铸坯的冷却速率,能够增强其抗裂纹敏感性,通过改变低温脆性区间的冷却速率能控制连铸坯表面裂纹敏感性;以10℃/s的冷却速率冷却时,连铸坯具有较好的热延展性,试样825℃断面收缩率为67.02%,断口呈杯锥状,剪切唇明显,断口表面凸凹不平,有较深的韧窝存在,且内部晶粒大小约16.81μm,显微组织均匀。

S355J2钢低温脆性区对表面横裂纹的影响研究

针对目前国内某钢厂生产S355J2钢时产生大量表面横裂纹的现状,利用扫描电镜、EDS能谱仪对铸坯表面横裂纹进行分析,利用Gleeble-1500热模拟试验机对铸坯热塑性进行分析研究,利用透射电镜对试样中析出物的形貌和尺寸进行研究并对析出物进行热力学计算。试验研究结果表明,裂纹处发生硫偏析使晶界处生成硫化物粒子,增加了γ→α转变时的脆性,从而导致横裂纹敏感性增加;试样的低温脆性区为750~910℃,横裂纹敏感区间为745~903℃,低温脆性区间与横裂纹敏感区间基本一致;钢的热塑性随着析出物粒子尺寸的减小而降低,随着奥氏体晶界处铁素体薄膜厚度的增加而降低。

横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹倾向数值模拟研究

从力学角度出发,提出横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹的新方法。讨论了铝合金焊接热裂纹产生的条件,建立脆性温度区间(BTR)金属材料-力学性能匹配模型,采用弹塑性有限元方法对BTR区域金属产生的挤压塑性流变行为和应变场变化进行了分析。模拟结果表明,横向超声冲击对BTR区金属产生横向压缩塑性应变,并依靠BTR区金属的塑性变形把应变传递到焊缝中心,随着横向超声冲击加载功率的增加,在焊缝中心处产生的挤压应变也随之增大。通过实验测定实际情况下BTR区金属的横向压缩塑性应变值,实验结果与模拟结果吻合良好,进一步证明了该方法的可靠性。

奥氏体系合金激光焊接凝固裂纹敏感性研究

基于舍弗勒相图系统研究了奥氏体系合金激光焊接凝固裂纹敏感性。利用激光热丝焊工艺制备了含不同化学成分镍基焊丝的焊接接头,借助横向可调拘束实验和温度测量获得了脆性温度区间(BTR),对凝固裂纹敏感性进行定量评估。结果表明,当铬镍当量之比(C_(req)/N_(ieq))从0.1增加到1.2时,脆性温度区间呈现出先增加后减小的趋势,说明凝固裂纹敏感性随着C_(req)/N_(ieq)值的增加先升高再降低。在舍弗勒相图单相奥氏体区域内,中间区域敏感性相对较高,周边区域敏感性相对较低。这是因为焊缝中P+S、Nb和Si等合金元素含量增加,可促使在晶界和亚晶界形成低熔点共晶化合物-偏析液膜,导致凝固裂纹敏感性升高。另外,在一定条件下,Nb对凝固裂纹敏感性的影响要远大于P+S等的影响。

A105连铸坯的高温塑性研究

通过合理取样方法和设计的高温变型实验方案,对A105钢连铸坯热变形过程中发生的变形及最终断裂全过程进行模拟实验,找出该钢种连铸坯在热变形过程中的3个脆性温度转变点,揭示该钢种连铸坯在3个脆性转变区域的热塑性规律以及发生断口后的形貌,对于合理确定连铸工艺冷却制度、拉矫温度等参数,降低裂纹缺陷发生概率有很好的指导意义。