40Cr钢冷脆转变温度的测定

通过系列冲击试验，采用Ｖ型缺口的夏比冲击试样，以能量法，断口形貌法结合断口微观形貌的变化对４０Ｃｒ钢冷脆转变温度进行了分析测定。试验表明：４０Ｃｒ钢６００℃回火空冷后的冷脆转变温度为－５０℃。

磷对钢冷脆行为影响的相界面电子结构分析

基于固体与分子经验电子理论(EET),计算了α-Fe/α-Fe-MX和α-Fe/Fe3P的相界面电子结构,并利用相界面电子密度差△ρ分析了非金属元素P引起冷脆的根本原因。计算结果分析认为,非金属元素P与基体α-Fe形成的α-Fe/α-Fe-P相界面比与Si、Mn、Mo元素形成的相界面的电子密度差△ρ大,产生的界面应力也较大,从而提高了合金强度,降低了塑性和韧性;Fe3P与基体α-Fe形成的α-Fe/Fe3P相界面电子密度差在一级近似下不连续,强化效果显著,韧性、塑性降低明显,这是P引起冷脆的根本原因。这些理论分析与实验事实符合得很好。

钢中磷化物的相价电子结构及其对冷脆的影响

非金属元素P在晶界偏析且能引起冷脆的研究很多,但在电子结构层次上P偏析及引起冷脆的原因尚不十分清楚。基于"固体与分子经验电子理论(EET)",建立Fe3P的相空间电子结构计算模型,计算γ-Fe-P、Fe3P和稀土磷化物(REP)的价电子结构,并利用相结构因子nA分析非金属元素P偏析及引起冷脆的原因。计算结果分析认为,nA较小的γ-Fe-P相结构单元首先在晶界处偏析,当磷偏析浓度达到较高时,nA较大的Fe3P才在晶界处析出,引起冷脆现象;因REP的nA比γ-Fe-P的nA小,稀土元素加入后,稀土元素比Fe先扑捉到P元素形成稀土磷化物,从而改善磷的偏析并消除Fe3P引起的冷脆。

结构钢冷脆的解理特征应力理论——Ⅰ解理特征应力概念及结构钢解理断裂行为分析

解理特征应力理论是姚枚等人提出的一种新的冷脆理论。这一理论的主要内容是：①提出“解理特征应力”作为表征钢材解理断裂阻力的特征参量，并阐明了其在钢材冷脆行为中的作用；②提出“冷脆特征温度”及“冷脆临界裂纹尺寸”作为定量评定钢材冷脆倾向、防止钢结构发生冷脆断裂倾向的特征参量；③根据解理特征应力理论，对材料及结构冷脆的一些重要现象及规律进行分析。本文介绍该理论的第一部分。

人工神经网络在冷脆断裂诊断中的应用

采用人工神经网络方法研究了晶体结构、强度、应力集中、晶粒尺寸、加载速度和温度与冷脆断裂关系的方法。

成分偏析严重的12CrNi2MnCu铸钢冷脆转变特性研究

采用系列温度动态撕裂试验、断口分析和金相分析,并结合断裂力学研究了成分偏析严重的12CrN i2MnCu铸钢的冷脆转变特性。结果表明,本试验铸钢在试验温度范围内动态撕裂能普遍较低,但仍表现出冷脆转变特性。试验温度高于冷脆转变温度时,裂纹以沿脆化的一次晶晶界扩展为主,形成脆性的沿晶断裂;试验温度低于冷脆转变温度时,裂纹以在冷脆的晶内扩展为主,形成穿晶断裂。

结构钢冷脆的解理特征应力理论——Ⅱ广义冷脆特征温度的概念、特征及工程意义

“广义冷脆特征温度”是解理特征应力理论提出的一个可定量评定结构钢材及其构件冷脆倾向的新的特征参量。本文介绍它的概念、特征及工程意义。

冷脆断裂控制图的建立及其应用

从冷脆断裂的本质出发,分析了冷脆断裂各种诱发因素,通过大量的试验,分别初步建立了载荷控制的冷脆断裂图、名义应力控制的冷脆断裂图和断裂应力控制的冷脆断裂图。通过对38CrA钢显微组织参量、工作状态应力和工作环境条件对冷脆断裂的定量或半定量的研究,初步建立了3维的断裂应力控制的冷脆断裂的雏型,并讨论它在冷脆断裂和预防、冷脆安全评估及冷脆断裂控制设计等方面的应用。

国产高速重载列车车轴用钢EA4T的冷脆转变温度测定

EA4T钢是世界先进标准EN13261规定的高速、重载铁路车轴用钢,极端气候状况的频发对列车安全运行提出了严峻考验。本文对国产EA4T钢进行低温系列冲击试验,对其冷脆转变温度进行了测量分析。试验表明:EA4T钢经680℃回火空冷后的冷脆转变温度为-108℃。

钢结构构件低温冷脆强度的设计计算方法

介绍了几种钢结构构件低温冷脆强度计算和工程设计计算方法 。

用示波法研究32Cr2Mo1VA钢的冷脆转变

通过对32Cr2MolVA钢冲击断裂过程的研究,提出了示波法表示的载荷-挠度(P-f)曲线与试样断口结构的对应关系,并将冲击功A_k分解成:弹性变形功A_c,塑性变形及裂纹形成功A_p以及裂纹扩展功A_d。研究了该钢在韧脆转变过程中上述几部分功随温度变化的规律:弹性变形功变化很小;塑性变形和裂纹形成功在韧脆转变过程中有一个最大值;裂纹扩展功随温度升高在韧脆转变时发生突变。A_d转折时所对应的温度与能量法确定的韧脆转变温度非常吻合。跟常用的断口法相比,用这种方法测定钢的冷脆转变更容易掌握,物理意义也更明确,并且减少了人为引起的测量误差。 本文还借助于电子显微镜、扫描电镜观察了冲击断口不同区域的微观形态,研究了断裂机制的变化,从宏观和微观上分析了韧脆转变的过程。

σ-Tlnε_0/ε-d^(-1/2)三维冷脆断裂控制图和机制图的研究

从理论和实验两方面研究了38CrA钢光滑试样屈服强度σ_(ys)、断裂应力σ_f与A参量(A=Tlnε_0/ε)、晶粒尺寸d(-1/2)之间的综合关系,建立了σ-A-d^(-1/2)三维冷脆断裂控制图和断裂机制图。它们不仅可用于冷脆断裂的分析、诊断、预测、控制和预防,还可用于低温构件的设计、选材和安全评估。

防止和消除钢结构构件低温冷脆现象的措施

系统介绍了人们在长期的理论和试验研究及工程实践中，总结出的一整套防止和消除钢结构构件低温冷脆现象的措施，以供我国工程界及钢结构设计规范修编时参考。

测定结构钢冷脆特征温度用试样的设计

研究了三组具有不同几何尺寸的１６Ｍｎ裂缝弯曲试样的断裂行为，并对试样的应力场进行了有限元分析。表明采用所设计的三组试样测定材料的冷脆特征温度ＴＣ都是有效的，并推荐选用１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍ、裂纹深度为４ｍｍ的试样测定ＴＣ。

40CrNi2MoV钢时效后冷脆转变温度测试研究

对新研制的螺栓材料４０ＣｒＮｉ２ＭｏＶ钢经时效后，进行了冷脆转变温度的测试研究。结果表明，经时效后，其冷脆转变区域与原始状态材料的冷脆转变区域基本相同，但试验的冲击韧性降低。冲击性能下降的原因在于时效过程中，沿晶界或亚晶界有线状析出物出现。研究结果认为，在本文试验条件下，时效过程是在４０００ｈ以前完成的，因此时效时间继续增加，冲击吸收功的变化并不明显。

HQ-70钢的冷脆行为及其组织相关性的研究

本研究通过对HQ—70钢连续冷却转变(CCT)图的测定、组织状态分析、系列温度下切口试样冲击性能试验以及断裂特性考察,阐明了该钢冷脆机制及显微组织控制因素。结果指出:与回火索氏体状态相比,粒状贝氏体的出现使该钢的冷脆倾向性加剧,仅约20％(体积)的粒贝组织就使塑-脆转折临界温度T_(ce)大幅度提高,粒贝含量继续增加时T_(ce)的升值趋于饱和。粒贝组织致脆机制系由低温下的解理断裂特性决定。最后确定了改善冷脆抗力、避免粒贝形成所应保证的最低冷却速度ν_e=40℃/s。

SA299钢冷脆行为的研究

某锅炉厂生产的锅炉汽包,在冬季制造过程中发生破裂,汽包材料为 SA299钢,对断口的初步分析发现为脆性解理断口,据此认为是冷脆破坏。本文依据冷脆特征温度 Tc 的概念对 SA299钢的冷脆行为进行了细致的分析。

强化机制对钢的冷脆特性的影响

本文研究了在沉淀强化和细晶强化两种机制分别作用的处理条件下低碳钢系列温度断裂行为阐明了不同强化机制对钢件塑一脆转变特性的影响。结果表明,沉淀强化不影响材料解理特征应力 S_(c0),钢的冷脆特征温度 T~*_c 增高系由屈服极限σμ的提高引起。而在细晶强化条件下σ_y和 S_(c0)均得到提高且后者提高的幅度大于前者,故使 T~*_c 降低。

局部脆化区对结构冷脆行为的影响

以１６Ｍｎ钢落锤试样进行了系列温度下的静载弯曲试验，发现在母材的冷脆特征温度Ｔｃ处，局部脆化区的启裂对结构断裂强度的影响作用发生明显转折。