不同壁厚下40CrMnSiB钢柱壳内爆炸膨胀裂纹生成机制分析

针对内爆加载下弹体钢壳膨胀断裂机制,采用光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)对几种壁厚下40CrMnSiB钢柱壳在内爆载荷下的膨胀断裂过程与裂纹分布规律进行了数值模拟;利用爆炸水井回收技术开展了对比实验研究;结合柱壳断裂破片的宏观形貌与微观组织分析了其裂纹的生成机制。结果表明,40CrMnSiB钢柱壳的断裂模式随着壁厚的增加由纯剪切逐渐过渡到拉剪混合;当柱壳壁厚由4 mm增至17 mm时,拉伸裂纹所占比例由0逐渐增至4/5,柱壳裂纹周向密度和形成破片总数则分别减小了54.54%和67.06%,并且随着金属柱壳壁厚的增加,最终破片的质量分布逐渐分散;分析回收破片微观组织发现,柱壳的断裂实际是由壳体内表面产生的剪切裂纹与外表面产生的拉伸裂纹共同作用及相互竞争的结果,裂纹之间存在相互屏蔽的现象。

40CrMnSiB结构钢连续冷却过程相变及组织分析

利用相变膨胀仪分析不同连续冷却工艺对新型低成本含硼结构钢40CrMnSiB相变及组织转变的影响,利用膨胀法测定材料临界点及CCT曲线。结果表明:在试验条件下,40CrMnSiB钢相变温度A_(c1)为750℃,A_(c3)为850℃,M_s为340℃,M_f为175℃。在CCT曲线中,相变区域主要有三部分:高温区域的A(奥氏体)→F(铁素体)+P(珠光体)转变,中温区域的A(奥氏体)→B(贝氏体)转变及低温区域的A(奥氏体)→M(马氏体)转变。随冷却速度增大,铁素体、贝氏体相变开始温度和结束温度均有下降趋势。

热处理对40CrMnSiB低合金超高强度钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、JMatPro7.0分析技术,研究了热处理工艺(860~950℃淬火+200~400℃回火)对新型中碳40CrMnSiB低合金超高强度钢(0.41C,0.84Cr,0.76Mn,1.44Si,0.006B)微观组织及力学性能的影响。结果表明:920℃淬火和300℃回火钢的力学性能达到最佳强韧性匹配,即抗拉强度为1 943 MPa、屈服强度为1 931 MPa、延伸率为9%、断面收缩率为39.5%、冲击吸收功为44J、HRC硬度值为52.7。