激光剥离EA4T钢车轴涂层研究

对光纤激光器剥离EA4T钢车轴表面涂层进行实验研究,对激光剥离涂层的作用机理进行分析。研究功率密度、扫描速度、填充间距等对剥离质量、效率的影响规律。结果表明,进行两次剥离,第一次功率密度为2.25×10^(6)W/cm^(2)、扫描速度为16 m/s、填充间距为0.1 mm。第二次功率密度2.25×10^(6)W/cm^(2)、扫描速度为16 m/s、填充间距为0.2 mm,效率为0.8 m^(2)/h。第一次剥离有油漆残留,第二次剥离可有效剥离油漆涂层,但会使EA4T钢表面产生微熔融,验证并不影响其力学性能。

EA4T钢热变形行为及组织演变规律研究

通过Gleeble-3200热模拟机对EA4T钢进行热压缩实验,研究了应变速率为0.01~10 s^（-1）,变形温度为950~1150℃条件下,EA4T钢的热变形行为和组织演变。分析其流变曲线发现,EA4T钢的峰值应力随着温度增大而减小,随着应变速率增大而增大,得到该材料在高的温度和低的应变速率条件下容易发生动态再结晶。基于Arrhenius双曲正弦方程建立了EA4T钢的热变形本构方程;运用数值计算方法,确定了EA4T钢的峰值激活能和稳态激活能分别为385.4和395.4 kJ·mol^（-1）;观察温度以及应变速率对试验钢组织演变的影响发现,动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的增加而增大,随着应变速率的增加而减小;通过测量晶粒度,获得动态再结晶晶粒尺寸和Z参数的关系式。

EA4T钢轴断裂失效及疲劳性能分析

针对EA4T钢电力机车车轴在精加工过程中发生断裂的现象,对其化学成分、力学性能、断口形态和显微组织等进行了相关分析和讨论;还对EA4T钢轴的高周疲劳性能进行了研究,获得了EA4T钢轴的S-N曲线;最后结合ANSYS软件对EA4T钢车轴的疲劳特性进行了分析。

高铁用进口EA4T钢车轴的组织和力学性能

研究了高铁用进口EA4T钢车轴的显微组织和力学性能,分析了组织和力学性能的均匀性。结果表明:车轴中存在CaS、Al2O3及少量硅酸盐等非金属夹杂物,沿表面至心部夹杂物的数量增多;车轴不同位置的显微组织均为回火马氏体、贝氏体和少量先共析铁素体,自表面向心部先共析铁素体的尺寸增大、数量增多,组织不均匀;车轴的拉伸性能和硬度均满足标准要求,但心部因先共析铁素体含量较多,抗拉强度明显较低;车轴纵向存在带状组织,因此其横向冲击韧性较差;车轴试样的拉伸断口存在较多小而深的韧窝,说明其塑性良好,断裂方式为韧性断裂,而冲击断口存在明显的河流花样和韧窝,断裂方式为脆韧混合断裂。

EA4T钢冷却过程中脉冲电流对组织与性能的影响

针对EA4T钢车轴淬火过程中心部会析出大量大尺寸先共析铁素体的问题,采用脉冲电流辅助加热方法,研究冷却过程中脉冲电流与先共析铁素体析出的关系。EA4T钢试样加热至900℃保温20min后,以25℃/min冷速冷却,并在冷却过程中通入一定参数的脉冲电流。结果表明,由于脉冲电流辅助加热的热效应,推迟了相变过程中先共析铁素体在奥氏体晶界处的析出。与未通脉冲电流的试样相比,先共析铁素体的含量降低,尺寸减小,试样的强度、伸长率及冲击值有所提高。

磨削参数对EA4T钢磨削残余应力的影响

动车车轴采用EA4T钢,是承受车体重量和载荷的重要部件,车轴表面存在的残余应力,会在车轴后续的加工制造过程中造成变形和开裂等损伤。为研究车轴磨削过程中产生的残余应力,本文设计了磨削实验,测量了采用不同磨削参数下各个试样的残余应力,并分析了磨削残余应力随不同磨削参数的变化趋势,找出对残余应力影响最大的参数。

含不同尺寸菱形压痕EA4T钢车轴的疲劳性能

采用菱形压头挤压的方式在取自EA4T钢车轴的弯曲疲劳试样上预制压痕缺陷,研究了压痕深度对疲劳强度的影响;采用修正Murakami模型预测了疲劳强度,并引入疲劳指示参数构建了疲劳寿命预测模型;采用有限元法对压痕附近的应变进行了分析。结果表明:试样的疲劳强度随压痕深度的增加而降低,与无压痕试样相比,压痕深度为0.052 mm时,疲劳强度略微降低,压痕深度为0.112,0.504 mm时,疲劳强度显著降低;疲劳裂纹萌生于应力集中较大的预制压痕短对角线处,有限元模拟结果较准确;修正的Murakami模型能较准确地预测含压痕缺陷试样的疲劳强度,构建的疲劳寿命预测模型具有较高的精度,实测值与预测值之比均在2倍误差因子范围内。

120 t钢水罐制作工艺研究与应用

通过对韶钢120 t钢水罐制作工艺的技术改进,有效满足了120 t钢水罐制作中焊缝质量要求,解决了耳轴对中和消除应力等技术难题,成功制作合格钢水罐,实现了此类备件自制,同时也对该类备件修复提供了很好的技术支撑.

EA4T钢消除带状组织和细化晶粒的新工艺探索

为了解决EA4T钢存在的带状组织和组织不均匀问题,设计了新的热处理工艺。实验结果表明,经新的热处理工艺处理后,材料中的部分带状组织消除,奥氏体晶粒细化,组织均匀性明显改善,综合力学性能显著提高。

12×18H10T钢和20钢双层管道的焊接研究

介绍了俄罗斯油气管道运输和防腐情况,分析了目前俄罗斯油气运输管道失效的主要原因是管道内部的腐蚀。提出了内层用耐腐蚀的12×18H10T钢,外层用廉价的20钢组合成双层管的设想,采用7种焊接方案对该双层钢管进行了焊接试验,研究了采用不同焊丝和焊接工艺所焊焊接接头的组织性能。最后得出了这种双层钢管的最佳焊接工艺方案。

12X18H12T钢材质变化特征研究

通过对高温再热器管泄漏事故中12X18H12T钢的宏观检查、成分分析、常温机械性能试验及显微试验分析,确认12X18H12T不锈钢管在长期超温运行后的材质变化规律和老化机理,并验证了该种类钢材寿命的评定方法。

EA4T钢的高温动态软化模型及晶粒演化研究

为优化后续热加工工艺,研究EA4T钢的热变形行为及微观组织演变规律。利用热模拟机对EA4T钢进行了单道次等温恒应变速率热压缩实验,变形温度为850~1200℃,应变速率为0.01~10s^(-1),真应变为0.9。结果表明:EA4T钢在低应变速率下(850~1200℃,0.01、0.1s^(-1))和高应变速率(950~1200℃,1s^(-1))、(1050~1200℃,10s^(-1))条件下变形后发生了动态再结晶。动态再结晶可以通过改变微观组织从而决定钢的力学性能。将参数Z与微观组织演变结合,构建了EA4T钢的高温动态软化模型,可调控EA4T钢在热变形过程中发生动态回复、不完全动态再结晶、动态再结晶和晶粒长大的行为。采用电子背散射技术(EBSD)、透射电子显微测试等材料表征技术,分析了EA4T钢在不同变形条件下的动态再结晶晶粒、马氏体束的宽度和板条宽度的多尺度组织特征,建立了马氏体束宽与动态再结晶晶粒和变形参数Z的关系模型。研究结果可为EA4T钢热加工工艺提供理论指导。

T23/P23钢高强匹配焊缝金属接头再热裂纹表征

综述了T23/P23钢高强匹配焊缝金属接头再热裂纹的特征。结果表明,T23/P23耐热钢高强匹配接头再热裂纹倾向明显,焊后状态高强匹配接头具有较高的强度和可以接受的塑性和韧性。接头显微组织中的HAZ粗晶区碳化物析出、晶界的滑移及晶界的脆化是再热裂纹产生的必要条件;影响HAZ组织的主要因素是母材中碳化物形成元素和残留元素的种类及含量。随接头拘束应力增大,再热温度升高时再热裂纹倾向增大。T23/P23钢接头中氢的行为是产生再热裂纹不可忽视的影响因素。生产中常用低应力化和低氢化综合工艺及参数,以及新型专用焊接材料等措施,使接头中的应力水平降低,氢含量最小化,控制再热裂纹形成条件,并获得了较满意的效果。

合金元素(Cr、Ni、Mn、Cu)增强T91钢耐蚀性机理的第一性原理计算研究

为解决核反应堆结构材料T91钢在铅铋合金液中耐腐蚀性低的问题,采用热力学模拟和第一性原理计算相结合的方法,在原子尺度上探究了合金元素Cr、Ni、Mn、Cu增强T91钢的耐腐蚀性能的机理。通过热力学模拟计算研究,确定了T91钢室温下的主要相成分为马氏体结构,搭建了4种第一性原理计算模型马氏体-铬模型、马氏体-镍模型、马氏体-锰模型以及马氏体-铜模型,并计算比较了电子结构以及电荷密度分布,发现合金元素与Fe原子之间形成金属键。通过差分电荷研究分析,发现Cr与Fe原子之间的金属键具有较强的共价键特性且结合最强,Ni与Fe原子之间的金属键也具有一定的共价键特性,但其结合弱于Cr、Cu和Mn原子次之。同时,计算了4种模型中合金元素与基底之间的结合能,发现马氏体-铬模型不仅能量最低,而且Cr与基底的结合很高,说明Cr原子能够提高T91钢的耐腐蚀性能。该研究可为合金元素Cr、Ni、Mn、Cu增强T91钢耐铅铋合金液腐蚀性能提供参考,同时也为新材料的开发以及性能预测提供一种新的研究方法。

T91-奥氏体不锈钢异种钢接头热处理工艺研究

为解决SA-213T91+SA-213TP347HFG异种钢接头因热处理温度高引起热膨胀应力过大而拉裂的问题,设计6种SA-213T91+SA-213TP347HFG异种钢对接接头焊后热处理工艺,对6组不同热处理工艺后的显微组织和力学性能试验进行对比分析。结果表明:不同热处理规范下接头力学性能皆合格,可满足工艺质量制造要求,模拟确定了此类异种钢接头允许的最低热处理规范为715℃×1.5h,优化了此类异种钢对接接头的热处理规范,也为现场服务或返修焊接时选取合理的热处理温度提供了参照。

T23钢膜式壁焊接工艺研究及应用

SA-213T23(HCM2S)是日本住友金属株式会社在我国G102(12Cr2MoWVTiB)基础上研制出的低合金贝氏体型耐热钢,其在550-600℃有良好的蠕变性能和许用应力,是一种介于12Cr1MoV和T91之间的很好的过渡材料,国内在锅炉的过热器、再热器、水冷壁等部件上使用该材料,然而随着T23钢的使用和一些问题的暴露,行内人士逐渐认识到T23钢有再热裂纹倾向,为了T23钢在水冷壁产品中成功应用,针对膜式壁管屏开展了相应的工艺试验研究。

T91钢管道现场焊接工艺执行不严格对焊口质量的影响分析

文中针对在现场检修及技改过程中,对T91钢管道焊接时出现的焊前不预热、层间温度不控制、热处理流程不规范等焊接工艺执行不严格的情况,经过对原因、焊缝组织、性能、使用情况的具体分析,指出工艺执行不严格对T91钢焊口质量的影响和存在的隐患,提出了可行的解决措施。并根据现场施工条件、工期要求、人员配合等方面具体情况,明确了现场T91钢焊接过程中必须要执行的焊接工艺、可采用其他方式完成的焊接工艺,以及条件不允许下能稍作调整的焊接工艺。

T22/TP304H带垫板异种钢焊接接头显微组织与力学性能分析

异种钢焊接接头在火电厂锅炉结构中被广泛应用,对存在裂纹的现服役接头进行分析是评价异种钢焊接接头安全问题的基础。借助金相显微镜和扫描电镜对某含裂纹的T22/TP304H带垫板异种钢焊接接头进行了组织形貌分析,焊接材料为镍基合金,并利用显微硬度计和万能拉伸试验机分别对接头进行了显微硬度测试及拉伸性能测试。结果表明:焊缝的显微组织主要为奥氏体、Nb(C,N)析出相和M23C6碳化物;T22侧熔合区存在明显的细晶强化作用,该区域硬度增大,TP304H侧熔合区奥氏体晶粒粗化现象不明显;接头的常温和高温拉伸性能存在明显的劣化情况。

T22/TP304H异种钢焊接接头性能分析与剩余寿命评估

异种钢焊接在亚临界锅炉中被广泛运用,其焊接接头性能会直接影响锅炉的运行安全和服役寿命。针对已服役20万小时以上的锅炉中带垫板T22/TP304H异种钢焊接接头,采用微观组织观察、常温与高温拉伸试验以及高温持久试验等方法,全面评估了焊接接头的组织形态、力学性能和耐久性。结果表明,TP304H母材及焊缝中有析出物聚集现象,易诱发焊接区域萌生裂纹;长期服役的接头拉伸强度低于ASME标准要求的最低值,力学性能出现较大程度的衰退;通过温度曲线推算法估算,焊接接头的剩余寿命为29 745 h,但其运行可靠性已显著降低,应对接头部位进行检修并加强后期巡检工作。该研究可为T22/TP304H异种钢焊接头的组织与性能研究和设备后续的安全运行提供理论参考。