环境介质对ASTM A572 Gr65钢疲劳行为的影响

目的探究不同环境对ASTM A572 Gr65低合金结构钢疲劳强度的影响。方法在实验室、去离子水和NaCl(3.5%)水溶液环境下进行材料的旋转弯曲疲劳试验,利用疲劳试验设备和显微硬度仪探讨不同环境介质下ASTM A572 Gr65低合金结构钢的疲劳强度和断口附近硬度的变化情况,并通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对断口腐蚀形貌及腐蚀产物进行分析。结果ASTM A572 Gr65钢在实验室环境下的疲劳强度为380 MPa,在添加去离子水和NaCl水溶液时的疲劳强度分别为280、80 MPa,分别下降了约26.3%、78.9%;其微观组织为珠光体和铁素体,在疲劳破坏后靠近断口处试样的晶粒存在明显的细化现象,而远离断口的母材微观组织均匀,断口附近的显微硬度因位错运动约升高了10.4HV0.5,当距离增加,硬度逐渐趋于母材本身的硬度时,改变距离约为6 mm;与实验室环境相比,在去离子水和NaCl水溶液中均存在多个裂纹源,这对于疲劳断裂破坏起到了加速作用,疲劳断口表面分区不明显,断口表面存在氧化腐蚀产物和二次裂纹。结论在添加去离子水和NaCl水溶液后,会加速ASTM A572 Gr65钢疲劳强度的降低,疲劳的加速由载荷疲劳、电化学氧化腐蚀及氢脆共同作用所致。

稀土对A572.Gr65钢夹杂物及低温冲击性能的影响

为了研究不同含量混合稀土(Ce/La)对A572.Gr65钢低温冲击性能的影响,对A572.Gr65钢在-40℃和-60℃下进行低温冲击试验,并使用OM观测显微组织,利用SEM结合EDS观测夹杂物及断口形貌并检测其化学成分。结果表明,稀土可以明显变质A572.Gr65钢中夹杂物,将不规则的Al2O3和Al2O3-Ca O夹杂物变质为球状稀土夹杂物;夹杂物尺寸由5μm减小至不足2μm。加入稀土后钢的低温冲击性能有明显提升,当稀土含量达到0.0057%时,-40℃冲击吸收能量由未添加稀土的317.4 J升至343.6 J,提升了8.2%;-60℃冲击吸收能量由未添加稀土的288.0 J升至328.1 J,提升了13.9%。

红外热像法评定超声表面滚压后ASTM A572 Gr65钢的疲劳性能

利用超声表面滚压技术对ASTM A572 Gr65钢表面进行滚压处理,结合红外热像法探究了超声表面滚压处理对材料疲劳性能的影响。结果表明:滚压处理后,疲劳过程中试样表面温度变化规律与未滚压处理的相同;经超声表面滚压处理,试样的表面性能得到改善,近表面晶粒细化,材料的疲劳性能显著提升。利用红外热像法得到滚压后材料的疲劳极限为515 MPa,与未滚压的423 MPa相比提高了21.7%;传统S-N曲线法得到疲劳极限由458 MPa提高到531 MPa,提高了16%。

ASTM A572 Gr65钢焊接接头疲劳断裂表征与评定

ASTM A572 Gr65钢焊接结构件经常要承受动态载荷的作用,接头部位容易发生疲劳失效。在分析ASTM A572 Gr65钢MAG焊接接头力学性能的基础上,结合红外热像法评定了其焊接接头的疲劳性能。结果表明,焊缝区金相组织主要为针状铁素体,其硬度为197~203 HV0.5;焊接接头的屈服强度为350 MPa;在静态载荷和循环载荷下,ASTM A572 Gr65钢焊接接头的表面温度均呈规律性变化,循环载荷下的变形规律与疲劳过程中的温度演化相对应。利用疲劳过程中试件表面的红外温度信息进行评定,疲劳极限为234.18 MPa,与疲劳试验S-N曲线得到的结果(246.60 MPa)相比误差为5.04%;疲劳断裂发生于焊缝区,疲劳裂纹源位于试样内部,呈“鱼眼”状。

稀土对Gr65钢夹杂物和性能的影响

文章通过工业实验研究了向A572.Gr65钢中加入稀土后对其夹杂物、组织和性能的影响。结果表明,加入稀土之前,钢中夹杂物主要是Al2O3和Al2O3-CaO,尺寸约为5μm左右,加入稀土之后,夹杂物变成不足2μm的球状RE2O2S夹杂物。并且通过热力学、动力学计算表明,添加稀土之后,钢中最容易生成的夹杂物是RE2O2S,而RE^3+和Al^3+在RE2O2S·Al2O3中间层中的扩散速率为稀土变质夹杂物的限制性环节。加入稀土后,热轧板微观组织有所细化;冲击和拉伸性能随稀土含量的增加而提高。

小规格高强度热轧H型钢孔型优化

为解决H210 mm×134 mm×6 mm×10 mm规格A572(Gr65)高强度热轧H型钢翼缘端部"龟裂"问题,借助有限元模拟软件,对其成因进行了分析。结果表明,A572(Gr65)钢高温塑性较差,当其粗轧段压下量较大且轧槽深度较浅时,粗轧中间坯腿长不足,后续道次长腿困难,导致第6、第11、第14道次孔型未充满,轧件腿端未被加工,从而出现翼缘端部"龟裂"缺陷。为此,对孔型系统进行了优化,成品翼缘端部"龟裂"缺陷得以消除。