新型NPR锚杆支护系统抗动力冲击试验研究

为应对深部洞室开挖过程中可能出现的高应力岩爆、冲击地压及外部爆炸等动力冲击作用下造成的洞室围岩非线性大变形,何满潮院士研究团队研发了具有均匀大变形、颈缩明显消失、屈服平台消失等实验现象的2G-NPR(Second Generation Negative Poisson’s Ratio)锚杆新材料,并在此基础上,形成了2G-NPR锚杆支护工程岩体的刚柔性结构系统大变形控制技术。为了深入研究爆炸强冲击作用下2G-NPR锚杆支护工程岩体的整体动态响应规律及力学行为,后续将其应用于国防和人防工程中。在爆炸试验现场研究了爆炸冲击波在花岗岩中的衰减模型,确定了爆炸所需的装药参数,获得了PR锚杆支护复合结构和2G-NPR锚杆支护复合结构洞室的支护参数;对比研究了在爆炸冲击过程中2种不同支护体系中拱顶峰值压力、拱顶拱肩拱底加速度、锚杆轴力以及围岩的动力学响应和相互作用规律,揭示了不同支护洞室的抗冲防爆特性及其破坏模式。研究结果表明:2G-NPR锚杆能抵抗更强的平面冲击载荷,能量吸收分摊比例占比高,在地下防爆支护中具有显著能量吸收特征,能够起到传统锚杆支护无法比拟的支护效果。此外,针对地下洞室开挖引起围岩应力状态的改变,提出洞室开挖应力补偿理论,并得到了锚杆锚固端各应力分量和位移分量的理论解,为后续洞室支护研究提供理论参考。

DZ2车轴钢离子渗氮层的冲击磨损损伤演变研究

为解决变轨距高速列车转向架轮轴花键配合面承受动载时的冲击磨损问题,对DZ2车轴钢进行离子渗氮强化处理。采用一系列宏/微观方法表征离子渗氮表层相结构、表面形貌、显微组织及硬度梯度,并对渗氮层及调质态基体的冲击磨损动力学响应及损伤行为进行研究。结果表明:两类状态的试样抗冲击磨损性能差异显著,在相同冲击动能下,离子渗氮层的能量吸收率低于调质态材料,DZ2车轴钢离子渗氮后比原始调质态具有更好的耐冲击磨损性能。DZ2调质态材料以剥层磨损为主,接触区域摩擦氧化显著;离子渗氮表面损伤轻微,仅局部材料磨损剥落,摩擦氧化现象不明显。随冲击周次的提高,调质态材料磨损损伤加剧,损伤区域出现大量表面微裂纹和氧化磨屑堆积,而经离子渗氮处理材料损伤较轻微,冲击磨损表面未观察到裂纹萌生。离子渗氮工艺能有效增强变轨距车轴的抗冲击磨损性能。

焊接工艺对Q460钢CO2气体保护焊接头冲击断裂行为的影响

研究了CO2气体保护焊接工艺（实心焊、药芯焊）对低合金高强Q460钢焊接接头组织及其冲击韧性的影响。结果表明：与相同热输入的实心焊接相比,药芯焊可使接头熔合区等轴晶比例增加、原始奥氏体晶粒细化,同时能够降低热影响区宽度;接头热影响区发生硬化,药芯焊接头热影响区硬化幅度相对较低,而且其熔合区硬度明显低于实心焊接头熔合区硬度;接头的冲击吸收能量随试验温度的降低而下降,在室温至-40℃范围内,药芯焊接头具有更高的韧性,当温度低于-40℃,两种接头的冲击吸收能量差别不大。

试样尺寸对S355J2W钢冲击试验结果的影响

分别采用V形缺口、尺寸为10mm×10mm×55mm的标准试样和5mm×10mm×55mm的小试样,测定了主要成分为0.16%C、0.96%Mn 0.44%Cr、0.23%Ni和0.27%Cu(质量分数)的S355J2W钢在-100~200℃的冲击性能,以研究冲击试样尺寸对S355J2W钢韧-脆转变温度的影响。结果表明:在冲击吸收能量随试验温度的变化曲线的低平台区,用5mm和10mm厚试样测定的冲击吸收能量相差不大;而在高平台区,用5 mm厚试样测定的冲击吸收能量约为用10 mm后试样测定的1/2;用5mm厚试样评定的钢的韧-脆转变温度比用10mm厚试样评定的约低19C,冲击试样解理断面比例50%所对应的韧脆转变温度的偏移量为-21℃。

SA350-Gr·LF3 CL2法兰低温冲击吸收能量不合格的原因分析

对压力容器用SA350-Gr·LF3 CL2锻件法兰进行-101℃低温冲击试验时,发现其低温冲击吸收能量低于标准要求值。利用化学分析、金相检验、SEM、EDX分析等检验手段对不合格原因进行分析。结果表明,该锻件法兰取样进行模拟焊后热处理试验时,冷却过程中降温过慢,导致显微组织中渗碳体聚集长大,降低了材料的低温冲击吸收能量。

低温压力容器用不锈钢(一)

讨论了各种低温下不同类型的压力容器构件所用奥氏体不锈钢的类型、牌号、性能及其检验。评述了奥氏体不锈钢中的奥氏体相转变为马氏体相的机制和主要影响因素,应对某些技术问题进行研究。

低温压力容器用不锈钢(二)

讨论了各种低温下不同类型的压力容器构件所用奥氏体不锈钢的类型、牌号、性能及其检验。评述了奥氏体不锈钢中的奥氏体相转变为马氏体相的机制和主要影响因素,应对某些技术问题进行研究。

承压设备用钢锻件标准的介绍

介绍了最新颁布实施的三项承压设备用钢锻件标准,叙述了各标准与原标准的区别和具体牌号的主要技术指标,特别是对新增加的牌号进行了重点介绍,技术指标表明我国承压设备用钢锻件标准的一些技术要求高于国外相应标准的要求。

热处理对ZG45Cr5Ni2Mo耐磨钢组织和性能的影响

基于JMatpro 9.0热力学软件对ZG45Cr5Ni2Mo耐磨钢平衡相组成与连续冷却转变的计算与分析,为该钢设计并实施了如下热处理工艺:900℃油淬,在180、300、400、500和600℃分别进行回火,保温时间为2 h,空冷。通过扫描电镜、洛氏硬度计和冲击试验机对热处理后的试验钢进行微观组织观察和力学性能检测。结果表明,随着回火温度的升高,硬度逐渐下降,冲击吸收能量整体起伏较大。试验钢在300℃回火后硬度为51.9 HRC,冲击吸收能量为48 J,具有较高硬度与良好的韧性配合。

高速钢降温淬火、回火工艺研究

研究了W6Mo5Cr4V2高速钢的降温淬火工艺,结果表明:当奥氏体化温度由1200℃降低到1160℃时,晶粒度级别从11.5级细化至12级。当W6Mo5Cr4V2高速钢采用350℃×1 h+560℃×1 h回火时,能够获得比常规回火更佳的强韧性配合。

18Cr2Ni4WA钢的热敏感性与热处理工艺

通过加热炉模拟试验、组织观察、性能测试以及断口分析,研究了淬火温度对18Cr2Ni4WA钢组织性能的影响。结果表明：试验钢过热敏感性温度为990℃,1050℃左右晶粒会急速粗化。当淬火温度在820℃下,淬火温度稍高于奥氏体化温度点,试验钢中合金元素和碳化物未能均匀化,导致冲击性能较低。淬火温度由1010℃升高到1220℃时,冲击吸收能量由133 J降低到108 J,断面收缩率由64.5%降低到45.3%,奥氏体晶粒度的降低,导致冲击吸收能量开始大幅降低。为了提高淬火温度,降低保温时间,同时又不会明显降低奥氏体晶粒度和力学性能,应控制热处理淬火温度最高为970℃。

提高1Cr14Co14Mo5不锈钢韧性的热处理工艺研究

针对因材料韧性不足导致的滚珠丝杠端头脆性断裂失效问题,开展马氏体沉淀硬化型不锈钢1Cr14Co14Mo5的改进研究。基于局部成分调整的1Cr14Co14Mo5不锈钢,将原有固溶+时效热处理工艺进行了调整,尝试利用循环相变热处理细化奥氏体晶粒的微观机制,获得细化的板条状马氏体组织,以提升材料的塑韧性。组织和性能结果显示,固溶温度由1000℃升高至1100℃可有效提高材料冲击韧性;3~4次的循环相变热处理能有效细化晶粒,晶粒平均尺寸小于10μm,可使材料的冲击吸收能量(KU2)由20.2J提高至60 J以上,同时断裂韧性值略有上升。