低脆性温度区间冷却速率对AH36钢连铸坯热延展性的影响

为改善AH36钢连铸坯角部横裂纹现象,以Gleeble-3800热模拟机为试验设备,研究连铸坯在低脆性温度区间不同冷却速率连续冷却时的热延展性,并借助扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、金相显微镜(OM)对试验钢的断口显微组织进行分析表征,研究了冷却速率对AH36钢连铸坯角部横裂纹的影响规律和显微组织演化。结果表明:提高低脆性温度区间连铸坯的冷却速率,能够增强其抗裂纹敏感性,通过改变低温脆性区间的冷却速率能控制连铸坯表面裂纹敏感性;以10℃/s的冷却速率冷却时,连铸坯具有较好的热延展性,试样825℃断面收缩率为67.02%,断口呈杯锥状,剪切唇明显,断口表面凸凹不平,有较深的韧窝存在,且内部晶粒大小约16.81μm,显微组织均匀。

镁合金裂纹的图像纹理重构识别方法研究

由于镁合金热脆性区间较大、热导性好,容易产生焊接热裂纹,裂纹沿晶界开裂成为结晶裂纹,对镁合金裂纹的图像进行纹理重构和识别,可以有效提高镁合金裂纹的修复水平。提出引用多层次纹理映射算法的镁合金裂纹图像纹理重构识别方法,根据建立多层次纹理映射模型,将将镁合金材料中个合金元素含量参数作为算法的输入数据,经过算法运算后得到镁合金材料的纹理数据,然后提取镁合金裂纹图像的特征点,将两组数据进行差值计算得到傅里叶变换的结果,从而实现镁合金裂纹图像的纹理重构识别。实验结果表明,采用该算法进行图像纹理重构识别,能够提高镁合金图像修复能力。

460MPa级海洋平台用钢的高温塑性研究

通过Gleeble-1500D热模拟机来进行EQ47（460MPa）钢的高温塑性研究．以1x10-3／s的变形速率，在600-1350℃的温度区间内以每50℃取一间隔做一组高温塑性试验．结果表明：在907-1270℃之间，断面收缩率均高于60％，钢的高温塑性良好，温度高于1270℃时，断面收缩率急剧下降，第Ⅲ脆性区在667-907℃之间，在此温度区间内存在明显的塑性低谷，断面收缩率最低值为29．44％．

铌微合金化异型坯高温热塑性的研究

针对铌微合金化异型坯S355ML钢存在翼缘裂纹缺陷问题,采用扫描电镜和光学显微镜分析了铸坯缺陷处组织以及断口形貌,并研究了异型坯的断面收缩率、抗拉强度等高温性能。结果表明:在1×10^(-3)s^(-1)应变速率下,第Ⅲ脆性区间为700~950℃,随着第Ⅲ脆性区断口处α铁素体析出量的增加,该钢种的塑性先减小后增大,测试温度为850℃时α铁素体所占比例为2.47%,ψ值降至25.32%;测试温度在850℃以下时,ψ值随着α铁素体析出量的增加而逐渐升高,当测试温度为700℃时,α铁素体比例达到64.54%,ψ值也递增至61.68%。

高速列车6005A铝合金型材焊接热裂纹分析

利用热塑性试验研究了6005A铝合金的热裂纹敏感性,分析了激光-MIG复合热源焊接6005A铝合金型材的焊接热裂纹问题.热塑性试验结果表明,6005A铝合金的脆性温度区间为550～640℃,具有较高的热裂纹敏感性.利用激光-MIG复合焊,采用I形坡口,可以在4.5 m/min的焊接速度下实现6005A铝合金型材的高速焊接.获得的复合焊缝背面局部区域出现垂直于焊缝的热裂纹.热裂纹产生的原因是由更改坡口后致使焊缝金属中母材的稀释率增大引起的,采用适当角度的V形坡口可以消除激光-MIG复合焊中的热裂纹.

随焊锤击防止薄板焊接热裂纹的工艺研究

针对焊接时薄板构件产生焊接热裂纹倾向大的缺点 ,从力学角度出发 ,采用随焊锤击的焊接新工艺 ,并利用试验和测试技术 ,来达到防止薄板焊接热裂纹的目的 ,开辟一条解决焊接热裂纹的新途径。讨论了随焊锤击防止热裂纹的基本原理 ,对比了常规焊条件下和随焊锤击工艺条件下 ,试件的裂纹率情况 ,试验结果表明

纳米析出高强度钢的高温性能研究

采用Gleeble-3500热/力模拟试验机测定了新开发的纳米析出高强度钢在1 300～600℃的力学性能。结果表明:随拉伸温度降低,试验钢的抗拉强度逐渐升高,在1 000～750℃之间拉伸时,断面收缩率出现低谷,1 000℃时塑性仍很低,此温度区间即为该钢的第三脆性区,750℃时的断面收缩率最低,而在1 100～1 250℃之间钢的塑性良好。金相显微组织观察和扫描电镜观察发现,钢的第三脆性区拉伸试样断面呈现沿晶断口特征,以脆性断裂为主,表明纳米析出高强度钢的高温强度高,钢的塑性低谷的温度范围宽,易在连铸连轧生产过程中产生裂纹等缺陷,给实际生产工艺带来困难,需要注意制造工艺设计。

高强度双相钢的高温力学性能

利用Gleeble3500热模拟试验机对双相钢连铸坯的高温力学性能进行了研究,并通过Thermo-Calc热力学计算、差示扫描量热法（DSC）以及断口形貌与组织观察的方法,分析了其脆性区间产生的原因。研究表明,实验用钢的零强度温度（ZST）和零塑性温度（ZDT）分别为1450和1440℃,凝固前沿脆化温度区间较小,具有较好的抗高温裂纹特性。高温脆性区为1415~1440℃,其脆化的原因是晶界熔化,导致实验钢在应力作用下沿晶界开裂;低温脆性区为690~870℃,其脆化的原因是α-铁素体沿奥氏体晶界析出,导致实验钢在应力作用下沿晶界断裂。

高强铝合金2219液化裂纹研究

用热塑性试验评定2219铝合金的液化裂纹敏感性,利用扫描电镜对热塑性试样断口进行了分析。结果发现:α(Al)-CuAl2离异共晶熔点高于α(Al)-CuAl2共晶;加热过程中α(Al)-CuAl2离异共晶后熔化,冷却过程中离异共晶先凝固结晶,因此2219铝合金脆性温度区间较窄;α(Al)-CuAl2离异共晶的凝固结晶使合金在高温下迅速恢复强度和塑性,使2219铝合金液化裂纹敏感性低,焊接性好。

20CrMnTi钢连铸坯的高温热塑性

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了20CrMnTi钢连铸坯的高温热塑性,结合扫描电子显微镜和金相显微镜观察了拉伸断口形貌及其附近金相组织,分析了试验钢断裂机理。结果表明:在600~1300℃温度区间内,试验钢抗拉强度逐渐下降,断面收缩率先下降后升高再降低;在900℃时断面收缩率达到最小值48%,断口形貌呈冰糖状,为典型的沿晶脆性断裂,断口附近组织为贝氏体和部分铁素体;断面收缩率在1150℃时达到最大值82.36%,断口韧窝较为集中,为典型的韧性断裂,断口附近组织为均匀的贝氏体。试验钢在600~1300℃范围存在1个脆性温度区间,即750~950℃第Ⅲ脆性区间;塑性区间为600~700℃和1000~1300℃。第Ⅲ脆性区间形成原因是由于铁素体沿晶界析出,削弱了晶界结合力,为裂纹的产生和扩展提供了条件,导致材料塑性恶化。为减少裂纹的发生率,在连铸生产中应避开第Ⅲ脆性区间,即控制矫直温度高于950℃或者低于750℃。

铝及铝合金中常见的焊接裂纹及其防止措施

焊接裂纹是铝及铝合金中较严重的焊接缺陷。它的存在不仅影响焊接结构的气密性,而且会在焊接裂纹尖端造成严重的应力集中,致使结构在很小的拉应力作用下发生失效。分析了铝及铝合金中的焊接热裂纹产生条件,并从冶金因素和力学因素两个方面,详细介绍了防止焊接热裂纹的防治措施。

板坯低合金钢铸坯角横裂纹控制

导致低合金钢铸坯边裂缺陷产生、扩展的因素有:生产节奏的稳定性、钢的成分、连铸冷却工艺、结晶器参数、弯曲段对弧等。钢的第Ⅲ脆性温度区与铸坯角部横裂纹关系密切,在γ→α相转变过程中,第二相质点(AlN、Nb(C,N)、VN、BN等)在奥氏体晶界析出,降低晶间结合力。铸坯角横裂是铸坯温度处于第Ⅲ脆性区塑性下降及单相α晶界第二质点AIN析出引起晶界脆化两者综合作用的结果。如铸机矫直区铸坯角部温度位于其第Ⅲ脆性温度区间,由于钢的延塑性降低在矫直变形时易在内弧侧振痕波谷出生成角横裂。

Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢凝固特性研究

某厂试制的Fe-25Mn-3Si-3AlTWIP钢电渣重熔锭在高温锻压过程中出现开裂。利用Gleeble3500热模拟试验机研究了Fe-25Mn-3Si-3AlTWIP钢的高温力学性能，得出第工脆性区间为1250℃到熔点，第Ⅲ脆性区间为650~800℃。利用扫描电镜（SEM）观察不同拉伸温度下断口的宏观形貌，光学显微镜观察断口附近的组织形貌，电子探针（EPMA）测定拉伸试样的偏析状态，电子背散射衍射（EBSD）试验分析研究试样中的相组成，以此来确定Fe-25Mn-3Si-3AlTWP钢的断裂机制。研究表明，在第Ⅲ脆性区间，TWIP钢的断裂形式为沿晶和穿晶的混合断裂，其脆性断裂的主要原因为铁素体的析出和晶界偏析。动态再结晶对提高TWIP钢的高温塑性具有决定性的影响。在今后的生产中应优化电渣重熔和热加工的工艺参数以避免裂纹的产生。

SWRH82B方坯连铸的二次冷却研究

文中测量了SWRH82B钢高温力学性能参数,找出了SWRH82B钢的脆性温度区间,确定了二次冷却目标表面温度曲线;然后根据铸机参数和热物性参数,利用编制的仿真软件仿真计算出具体铸机的二冷水量,开发了方坯连铸SWRH82B钢的二冷制度,并取得了比较好的效果。

横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹倾向数值模拟研究

从力学角度出发,提出横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹的新方法。讨论了铝合金焊接热裂纹产生的条件,建立脆性温度区间(BTR)金属材料-力学性能匹配模型,采用弹塑性有限元方法对BTR区域金属产生的挤压塑性流变行为和应变场变化进行了分析。模拟结果表明,横向超声冲击对BTR区金属产生横向压缩塑性应变,并依靠BTR区金属的塑性变形把应变传递到焊缝中心,随着横向超声冲击加载功率的增加,在焊缝中心处产生的挤压应变也随之增大。通过实验测定实际情况下BTR区金属的横向压缩塑性应变值,实验结果与模拟结果吻合良好,进一步证明了该方法的可靠性。

奥氏体系合金激光焊接凝固裂纹敏感性研究

基于舍弗勒相图系统研究了奥氏体系合金激光焊接凝固裂纹敏感性。利用激光热丝焊工艺制备了含不同化学成分镍基焊丝的焊接接头,借助横向可调拘束实验和温度测量获得了脆性温度区间(BTR),对凝固裂纹敏感性进行定量评估。结果表明,当铬镍当量之比(C_(req)/N_(ieq))从0.1增加到1.2时,脆性温度区间呈现出先增加后减小的趋势,说明凝固裂纹敏感性随着C_(req)/N_(ieq)值的增加先升高再降低。在舍弗勒相图单相奥氏体区域内,中间区域敏感性相对较高,周边区域敏感性相对较低。这是因为焊缝中P+S、Nb和Si等合金元素含量增加,可促使在晶界和亚晶界形成低熔点共晶化合物-偏析液膜,导致凝固裂纹敏感性升高。另外,在一定条件下,Nb对凝固裂纹敏感性的影响要远大于P+S等的影响。

Q345E钢连铸坯高温力学性能研究

应用Gleeble3800热模拟试验机测试了Q345E钢连铸坯的高温力学性能,通过观察试样断口形貌分析变形断裂机理。试验结果表明：在600-1 300℃范围内Q345E钢的脆性温度区间为750-900℃,塑性温度区间为950-1 300℃,为指导Q345E钢的连铸生产提供理论依据。