HRY-Ⅱ型高温荷软试验机功能开发—扩充热膨胀指标测试功能

高温荷重软化开始温度是耐火材料选材、工程设计、材料质量评价等项工作中的一项十分重要的指标,目前,国内外均采用专用仪器——高温荷软试验机测定。该仪器属大型精密仪器,价格贵,专业性强,设备利用率低。无机非金属材料热膨胀指标国内外多采用顶杆示差法或望远镜直读法,设备价格也较贵。经过调查研究,利用HRY-Ⅱ型高温荷软试验机的控制记录部分,增加特殊功能,使其除可以测定耐火材料高温荷重软化温度外,又可以测定热膨胀指标,使一机多用,提高了仪器设备利用率,并更好地为教学科研服务。现将此项工作介绍如下。

根据地质力学试验评价储层性质

过去十年来,对储层岩心样品进行了多次地质力学试验的研究,从而对储层力学性质有了深入了解。这些试验主要目的在于测量压缩系数、热膨胀系数以及应力—应变—强度性质。传统上,进行两类地质力学试验:单轴压缩试验和三轴试验。然而,要对地质力学试验结果进行解释则必须对试验有充分的了解。在此发表了有关试验程序及对各类型试验结果的简短总结。典型的地质力学试验对油藏砂岩的试验结果将用来评价储层性质。 文中用了若干压缩系数定义,如岩石压缩系数、体积压缩系数、孔隙压缩系数、颗粒(固体)压缩系数以及流体压缩系数等。类似的定义也用于热体积变化,文中也推导出了以有效应力表示这些压缩系数的方程。对于砂岩和许多岩石,这些材料性质不是常数,而是随地层有效应力大小和所遵循的应力路径而变化。为了确定这些压缩系数在地下的数值,必须用能够模拟地下应力路径的试验设备和试验程序。对常规热体积改变方程的分析,揭示了其基本假设有误,并给出了修正方程。

浅析美标与国标不透性石墨材料试验标准的差异

通过国标和美标这两种标准对不透性石墨材料进行力学性能检测,由于标准的不同,试验结果也会有所差异。现基于这两种标准对5种试验进行了详细描述,并分析了这两种标准的差异和具体实际应用中存在的问题。

锰含量对15MnV钢组织性能的影响

采用热膨胀试验、热模拟试险和热轧空冷试验,研究了不同含锰量对15MnV钢相变点、组织和性能的影响,测试了不同锰含量的临界点、等温转变开始时间,观察了显微组织,确定了化学成分与15MnV钢临界点的回归公式,找出了锰含量及控轧后的终冷温度与组织细化的关系,并在此基础上进行了控轧控冷试验。试验表明,通过合适的控轧控冷,降锰后的15MnV钢性能可达原15MnV钢的水平。

高强度耐火钢高温下力学性能试验研究

为研究高强耐火钢在高温下的力学性能,通过国产Q345FR、Q420FR、Q460FR耐火钢的高温下稳态拉伸试验和热膨胀变形试验,得到了20~800℃下各等级耐火钢的破坏模式、应力-应变关系曲线、力学性能参数及热膨胀系数,并与普通结构钢高温性能以及欧洲、中国的抗火设计规范的相关规定进行了对比。研究结果表明:在温度低于350~400℃时,国产高强耐火钢屈服强度、抗拉强度高于常温的,当温度超过400℃后,屈服强度、抗拉强度开始快速下降;欧洲规范EC3中给出的高温下普通结构钢的弹性模量、强度计算公式不适用于高强度耐火钢;温度低于450℃时,耐火钢试验值与GB 51249—2017《建筑钢结构防火技术规范》中普通钢取值更吻合;温度高于450℃时,耐火钢试验值与规范GB 51249—2017中耐火钢取值更吻合。针对Q345FR、Q420FR、Q460FR高强耐火钢,提出了高温下弹性模量、屈服强度、抗拉强度变化系数拟合公式,可用于耐火钢结构抗火设计。

超高强度钢扩散型相变测试及其动力学模型

基于Gleeble 3500热模拟试验机开展了一系列BR1500HS钢圆棒试样的等温相变测试,得到了其扩散型相变的热膨胀曲线,结合试样微观组织观察结果综合确立扩散型相的种类,进而绘制出BR1500HS钢扩散型相变的等温转变曲线（TTT曲线）,曲线呈＂双C型＂,＂鼻温＂分别为480和640℃,这两个温度下对应孕育期最短。最后,引入Johnson-Avrami动力学方程建立了该材料扩散型相变动力学模型,所建立的模型可以预测超高强度钢扩散型相变温度区间内任一转变条件下扩散型相转变体积分数与时间的关系：针对转变温度而言,在较低温度下转变速率快;针对转变阶段而言,在转变中间阶段转变速率快,具体定量关系由模型表达式给出。