激光表面处理对工业级锆基块体非晶合金弯曲变形和缺口韧性的影响

目的 改善块体非晶合金的弯曲力学性能,同时考虑航空结构材料选材的经济性,研究激光表面处理工艺对工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金弯曲变形和缺口韧性的影响规律。方法 采用低纯原料和低真空制备条件获得工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金试样,考虑到弯曲条件下试样受到拉伸和压缩2种正应力状态,研究不同处理工艺和激光处理表面对试样弯曲变形和缺口韧性的影响。结果 当激光处理表面位于弯曲试样的2个侧表面时,其对试样的塑性变形能力和断裂强度没有明显的影响,但会显著降低试样的缺口韧性,从(56.4±3.4)MPa·m1/2降低到(26.2±4.8)MPa·m1/2;激光处理表面位于弯曲试样的受拉侧时,试样的弯曲断裂强度从2 150 MPa降低到1 800 MPa;当激光处理表面位于弯曲试样的受压侧时,试样的弯曲断裂强度从2 150 MPa提高到2 550 MPa,但对其缺口韧性无明显的影响。结论 激光表面处理在工业级Zr49.7Ti2Cu37.8Al10Er0.5块体非晶合金试样表面引起的成分变化和引入的残余应力状态对其弯曲力学行为和缺口韧性的影响,与试样的受力情况紧密相关。残余应力与外载应力的正向耦合能够放大外载应力的作用效果,表面和心部的成分差异也有可能作为应力集中点出现,导致裂纹源的形成,降低试样的断裂强度。

板条马氏体钢的断裂韧性与缺口韧性、拉伸塑性的关系

研究了超高强度板条马氏体钢的平面应变断裂韧性与缺口韧性、拉伸塑性之间的关系。实验结果表明，断裂韧性受控于裂尖前沿很小范围内（1—2倍临界裂纹张开位移c）显微组织的微观塑性，钝缺口韧性、拉伸塑性则受控于奥氏体晶粒尺寸或板条束直径。特征距离与裂纹尖端钝化所产生的有效变形区尺寸（2c）相对应。并提出断裂韧性与缺口韧性、拉伸塑性的关系取决于尖裂纹前沿有效变形区尺寸（2c）与原奥氏体晶粒尺寸（dγ）的相对大小。当2c＞（1－2dγ）时。

铁基非晶复合材料的缺口韧性研究

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼—铜模负压吸铸法制备了Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(质量百分数)非晶复合材料,通过XRD表征试样的微观组织,采用单边缺口试样测量了整个试样体系的缺口韧性,由SEM分析了试样断后的形貌。结果表明:合金体系在形变过程中诱导产生马氏体相变,由TRIP效应对基体韧塑化。Fe-15Mn-5Si-15Cr-0.2C试样的断裂韧性和断裂能分别达到(108.466±5)MPa·m^(1/2)和600.25kJ/m^(2),且断口呈现大量等轴韧窝和脉络纹花样区。适当增加Cr元素含量有利于提高试样的韧性。

M-A组织对热影响区缺口韧性的影响

通过热模拟试验，对加热到1350℃的四种低合金高强度钢进行了不同冷却速度的连续冷却，并进行了不同温度回火的热循环，研究了M-A（马氏体一奥氏体）组织的析出形态及其分解、M-A组织百分比、奥氏体晶粒尺寸和元素含量对模拟热影响区（HAZ）硬度和冲击韧性的影响。指出块状M-A是影响缺口韧性的主要因素。通过控制连续冷却时间和冷却后给以适当的回火工艺，可以减少或分解块状M-A组织，并可使热影响区的缺口韧性得到改善。

ASME标准中缺口韧性在焊接工艺评定中的应用探讨

文中主要论述了采用ASMEⅨ标准进行焊接工艺评定时缺口韧性试验的要求,以及ASME系列标准中对材料、焊缝的缺口韧性要求。总结出了工艺评定中,不同母材厚度和焊缝形式下缺口韧性试验的具体取样位置、组数、试验温度和合格判据,以及WPS中应述及的“附加重要变素”。

用介临界热处理改善原子能反应堆锻件的缺口韧性

介临界热理处理可以改善用于原子能反应堆的和其他重要用途的碳钢及低合金钢开模锻件的缺口韧性。此工艺对由于受试验机的限制，不能在超过-20℃温度下进行夏氏V型缺口冲击试验的锻件，是行之有效的。

铝对用6%镍和0.5%钼变质处理的13%铬钢缺口韧性的影响

低碳马氏体型不锈钢有极其良好的机械性能，有良好的耐蚀性和耐气蚀性，而且有令人满意的可焊性。因此，这种钢用于生产要求很严格的水轮机和动力设备的零件。然而，铸件生产的发展，在很大的程度上受到熔炼冶金工程、热处理和铸造工艺领域中一系列问题的限制，这些问题迄今没有一致的解决方法。其中的一个问题就是分析铝对这种钢的缺口韧性的影响和对缺口韧性试验后断面形态变化的影响。

AZ31镁合金的缺口冲击韧性及其断裂机理

缺口冲击韧性是金属材料应用的一个重要动态性能指标。本文针对AZ31镁合金板材,在-80~260℃范围内,进行了Charpy V型缺口冲击试验,测试了其缺口冲击韧性随温度变化的规律,试验结果表明：在120~160℃范围内,AZ31镁合金存在韧脆转变现象,根据能量标准和延性标准测得的韧脆转变温度均为140℃。并通过SEM手段对-80℃、0℃、80℃、140℃、200℃以及260℃等典型温度下的冲击断口形貌进行了比较分析,结果表明在-80~80℃范围内断口为准解理形貌;80~200℃范围内断口形貌是准解理＋韧窝;200~260℃温度范围内断口是韧窝形貌。

加载速度对TiAl基合金缺口弯曲断裂机制的影响

主要就加载速度对TiAl基合金2种组织缺口弯曲断裂机制的影响进行了详细研究。研究结果表明:在缺口弯曲试验中,裂纹沿着局限于缺口根部中心线上的高应力区起裂并扩展;全层组织断裂韧性随加载速度的变快而增加,而双态组织断裂韧性随加载速率的增大几乎没有变化,这主要是由于在不同加载速度下全层组织在加载速度快和慢时的断裂过程不同,双态组织则是相同的;全层组织试样具有较差的拉伸性能,但是具有较高的断裂韧性,这是由于2种试验时的断裂机制不同。在拉伸试验时大层团晶粒引起严重的损伤和低的强度;然而在3PB试验中大层团形成更大的分叉裂纹以及形成穿过主裂纹扩展的更大阻碍物。

加载速率对低合金钢缺口断裂行为的影响

通过对低合金钢(FCW-62)在-100℃1-500mm/min不同加载速率下缺口试样四点弯曲实验及断裂应的测量,研究了加载速率对低合金钢缺口试样断裂行为的影响.结果表明:加载速率较低时,断裂应力较高;加载速率较高时,断裂应力较低.断裂应力的变化是由断裂的临界事件随加载速率的变化引起的,并且当临界事件相同时断裂应力不随加载速率变化.当加载速率在30mm/min左右时,缺口韧性随加载速率的增加迅速下降,这是由于断裂应力在此时发生了突然改变.

织物增强柔性复合材料的缺口敏感性

为了解织物增强柔性复合材料在不同形式切口下的单向拉伸力学性能,从而更好地设计和应用织物增强柔性复合材料,对不同切口深度下单边、双边及中心切口拉伸试样的拉伸力学性能进行测试与分析。同时,对3种切口拉伸试样的切口扩展过程、破坏过程进行分析,对缺口扩展临界强力的确定方法进行探讨,对3种切口拉伸试样的缺口敏感性及断裂韧性进行分析研究。试验结果表明:织物增强柔性复合材料具有强烈的缺口敏感性,相对于中心切口,织物增强柔性复合材料对单边切口较为敏感,对双边切口的敏感性较低。

加载速度对低合金钢缺口试样解理断裂临界事件的影响

通过对低合金钢 (WCF 6 2 )在 - 10 0℃不同加载速度下的缺口试样四点弯曲 (4PB)实验及对断口和截剖金相试样的观察 ,研究了加载速度对低合金钢缺口试样解理断裂临界事件的影响 .结果表明 :加载速度从 30mm min增加到 5 0 0mm min时 ,解理断裂的临界事件由晶粒尺寸裂纹的扩展控制到扩展和起裂的混合控制再转变为起裂控制 ,其根本原因是材料的屈服应力σy 随加载速度的增加而升高 .

Fe-Mn-Al-Cr系奥氏体热强钢持久缺口脆性的研究

利用光滑与缺口试样高温持久试验、沉淀相分析及电子金相等方法,研究了Fe-Mn-Al-Cr 基奥氏体热强钢的高温持久缺口脆性.实验结果表明,通过优化 C 与 V 及 Nb 含量的配比和选择适宜的时效温度,可以消除持久缺口敏感性.

预应变对不同晶粒度合金钢缺口试样断裂行为的影响

对两种不同晶粒度的低合金高强钢(WCF-62)的试样在常温下获得均匀预应变后(0～20%),在-125 ℃下对预应变和未预应变的试样进行了四点弯曲试验,测量了宏观和微观力学参数,以及断口参数.并结合有限元计算所得的不同预应变条件下的缺口前端的应力应变场分布,分析了预应变对不同晶粒度低合金高强钢缺口试样断裂行为的影响.结果表明:粗晶和细晶材料在室温预应变3%后,缺口韧性有明显的降低,但是随预应变进一步增加,缺口韧性基本保持不变.原因是预应变3%后两种材料解理断裂都转变为起裂控制.

低合金高强钢用高韧性超低氢焊条研制及应用

研制的超低氢高韧性低合金系列焊条具有优良的焊接工艺性,极低的扩散氢含量和优异的低温缺口韧性以及优良的抗冷裂性和抗脆断性能,满足了重大工程对焊接接头强韧匹配的技术要求,为重要焊接结构和低温压力容器制造提供了优质焊条.

AZ31镁合金板材缺口敏感性的研究

研究了AZ31镁合金板材的缺口敏感性。未开缺口冲击试样的冲击韧性为50J/cm2左右,而缺口深度D=0.1mm的冲击试样,其冲击韧性仅为15.95J/cm2。随着缺口深度的增加(从D=0.1mm到D=2.0mm),AZ31镁合金的冲击韧性大幅度下降,最低值为7.44J/cm2;考虑到缺口应力集中对冲击韧性的影响,用有限元模拟计算应力集中系数,对冲击韧性进行修正,修正后的冲击韧性随缺口深度的增加呈上升趋势,这也说明了镁合金对缺口具有强烈的敏感性。

14MnNbq钢用于焊接桥梁的防断适用性

采用断裂力学的K概念 ,建立了 1 4MnNbq钢用于焊接桥梁的防断适用性判据 ,提出了对应于不同构件类别、不同设计温度和不同韧性级别的极限厚度表 。

非调质钢的发展和第三代非调质钢

前言本文仅就非调质钢的生产和使用状况、发展过程,当前发展的主要动向及最近推出的第三代非调质钢作扼要介绍。去年《国外金属材料》第9期曾报道了一篇《非调质钢近期发展概述》,许多内容本文未列入。

低碳高强度钢焊接工艺分析

低碳高强度钢材料除具有很高的强度外，又具有良好的缺口韧性和塑性。这类钢由于对冶炼质量要求较高，通常只在对材料综合力学性能要求较高的特殊场合下使用。