氢原子渗透对管线钢微裂纹扩展的影响研究

管线钢在发生氢致开裂过程中,氢原子通过吸附、渗透等方式进入金属并聚集在微裂纹和微孔中,并与缺陷产生相互作用,对钢材的力学性能产生极大影响。为研究氢原子渗透对管线钢裂纹开裂行为的影响,采用分子动力学方法,首先建立含缺陷的铁素体型管线钢的铁素体渗碳体微观片层结构,随后研究在单轴拉伸载荷作用下,处于300 K温度下不同氢原子浓度对铁素体渗碳体层间裂纹扩展的影响,获取其力学性能曲线,并观察微观结构不同受载阶段的演化特征。结果显示,随着氢原子浓度的增加,铁素体渗碳体片层结构的峰值应力将随之减小,且氢浓度越高,峰值应力降低幅度越大。氢原子的引入仅仅会改变裂纹扩展的速度,而不会对裂纹扩展方向产生变化。模型进入塑性应变时,大量位错及相变集中在裂纹右侧,从而阻碍右侧裂纹开裂,并且氢原子的引入也会阻碍FCC相和HCP相向BCC相的转变。研究可为深入探索管线钢氢致开裂行为的微观演化机理提供理论参考。

轴承钢珠光体球化的研究现状及发展趋势

概述了轴承钢球化退火在轴承生产中的作用,分析了珠光体由片层状转变为颗粒状的变化规律,讨论了片层渗碳体的打断、短棒状向颗粒状转变以及颗粒状熟化长大的热力学机制。结果认为珠光体球化工艺的不足,一是存在碳化物分布不均匀、尺寸大小存在差异等问题;二是退火工艺固定化、格式化等问题,未能适应轴承钢的发展;三是球化退火后的组织检验粗糙化、不够细致。球化工艺的发展趋势,一是要在轧钢或锻压生产阶段通过引入塑性变形或增大冷却过冷度等方法来保证片层组织更加均匀、细化,无网状渗碳体;二是要开发新的球化工艺,例如在有可能的条件内引入电场、磁场以及高温高压应力场等方法来改善球化工艺;三是要将球化组织的定量化检验标准化。