高强钢中最大夹杂物的尺寸估计与疲劳强度预测

描述了两种估计高强钢中最大尺寸夹杂物的方法——统计极值(SEV)和广义Pareto分布(GPD)统计方法,分别利用上述两种方法估计了不同体积的ADF1钢中最大夹杂物的特征尺寸,并根据估计的夹杂物尺寸预测了不同体积的ADF1钢疲劳强度,同时与实验结果进行了对比.

总氧含量对齿轮钢中非金属夹杂物的影响

为了保证齿轮钢中非金属夹杂物的控制,并确定齿轮钢经济合理的总氧含量控制目标,开展了总氧含量对齿轮钢中非金属夹杂物的影响研究.以三种不同总氧含量的Mn-Cr系齿轮钢为研究对象,利用Aspex扫描电镜、极值法、疲劳测试等不同方法研究了齿轮钢中非金属夹杂物数量、分布、尺寸等,获得了夹杂物与齿轮钢总氧含量的对应关系.在本文实验条件下,随着总氧含量的降低,钢中氧化物夹杂数量不断减小,其中5~10μm的小尺寸夹杂物减小最明显,而10μm以上的大尺寸夹杂物数量变化规律不明显.另外,极值法和疲劳试验结果表明,总氧含量高时(质量分数为0.0013%),钢中最大氧化物夹杂尺寸也较大,比总氧质量分数为0.0010%和0.0005%的实验钢的最大夹杂物尺寸高10μm以上,且当总氧含量比较低时(质量分数≤0.0010%),实验钢总氧质量分数变化(0.0010%、0.0005%)对钢中最大夹杂物尺寸影响不大.

应用极值分析法推测高碳铬轴承钢中最大夹杂物尺寸

高碳铬轴承钢中最大夹杂物尺寸对其疲劳寿命有重要影响。冶金工艺进步推动钢质洁净度不断提高,采用常规轧材夹杂物检验方法已不能满足轴承钢质量进一步提高的要求。研究并提出了一种轴承钢中夹杂物尺寸的分析方法——极值分析法,在金相试样尺寸及数量、夹杂物观察及尺寸计算、Gumbel分布函数的参数估计等多个方面进行了改进调整,使之实用化。在此基础上,采用该方法推测轴承钢轧材中的最大夹杂物尺寸,并用能谱仪分析了大尺寸夹杂物的元素成分。结果表明:基于Gumbel分布函数的极值分析法可以作为估计轴承钢中最大夹杂物尺寸的一种方法;控制B类粗系和DS类球形夹杂物,降低钢中的钛含量是进一步提高轴承钢产品质量的努力方向。

管式褐煤干燥机管板焊接工艺和低温安全评定的研究

针对Q370R钢管式褐煤干燥机管板采用三种不同焊接工艺进行施焊,测试焊接接头焊缝区的低温力学性能。在最大允许工作压力及裂纹尺寸已知的条件下,根据GB/T19624-2004标准对焊缝外表面裂纹进行低温工况下的安全评定。结果表明:采用A工艺施焊的焊缝具有最优的低温性能及安全裕度。三种焊接工艺下评定点均位于失效评定曲线定义的安全范围内,且等效裂纹尺寸都小于最大容许等效裂纹尺寸,该裂纹缺陷可以被接受,结构安全。综合考虑,在同等条件下优先推荐采用焊接工艺A对管板进行施焊。

含腐蚀缺陷管道的风险分析

腐蚀是管道失效的主要原因,所以进行腐蚀缺陷管道的风险分析是极为重要的。通过有限元法分析腐蚀管道的风险因素,采用ANSYS软件建模对腐蚀缺陷管道在不同缺陷尺寸和位置下的最大等效应力和失效压力进行了计算和分析,得出内压、缺陷尺寸与最大等效应力的关系,同时得出了采用X60以上中高强度管材的优势,完成了腐蚀缺陷管道初步的风险评估。

高洁净度齿轮钢中非金属夹杂物的检测方法

研究了一种方便可靠的夹杂物评估方法:利用合适电化学充氢后的拉伸试样获取夹杂物并与极值统计法相结合估算不同体积钢中非金属夹杂物的最大尺寸并预测疲劳强度.研究选用工业生产的高洁净度20Cr2Ni4A齿轮钢,将淬火+低温回火态的标准拉伸试样进行电化学充氢,使拉伸断口由于氢脆现象存在一些以粗大非金属夹杂物为中心的脆性平台,从而可方便快捷地在扫描电子显微镜下对夹杂物的类型、尺寸和分布进行检测,并利用极值统计法对钢中的最大夹杂物尺寸进行评估.为了验证该方法的准确性,采用传统金相法和旋转弯曲疲劳试验对钢中非金属夹杂物进行了检测,结果表明,使用本文所提出的夹杂物评估方法预测的钢中最大夹杂物尺寸及疲劳强度与疲劳试验结果相吻合.因此,该方法有望成为预测高洁净度高强度钢中最大夹杂物尺寸及其疲劳强度的一种有效方法.

含缺陷管式褐煤干燥机用钢焊接接头低温下的安全评定

在设备内部载荷、裂纹尺寸及材料低温性能已知的情况下,采用我国《在用含缺陷压力容器安全评定》(GB/T19624-2004)标准中简化评定针对某褐煤干燥机管板用钢Q370R焊接接头焊缝处外表面裂纹进行了安全评定,并给出了失效评定图,同时根据标准计算出该焊接接头最大容许等效裂纹尺寸。结果表明,评定点位于曲线定义的安全范围内,但等效裂纹尺寸大于最大容许等效裂纹尺寸,根据标准该结构不安全必须进行返修。将GB/T19624-2004安全评定标准应用于管式褐煤干燥机结构,为国内含缺陷Q370R钢结构的安全评定奠定基础。

IF钢板坯内最大夹杂物粒度的预测

介绍了极值法推测钢中夹杂物的原理和应用,采用极值法对IF钢板坯内最大夹杂物粒度进行预测。金相试样观测到夹杂物最大粒度为128μm,采用极值法预测铸坯内最大夹杂物粒度为197μm,大样电解试验得到板坯内最大夹杂物粒度为220μm。极值法预测与大样电解结果误差在10%内,可以认为极值法能够对钢中最大夹杂物粒度做出有效的推测。

广义帕累托分布在轴承钢夹杂物评价方面的应用

通过ASPEX试验检测技术与广义帕累托分布(GPD)模型,分析了中国和日本4批超洁净GCr15轴承钢中的TiN夹杂、氧化物夹杂与硫氧复合夹杂3种类型夹杂物的数据。发现所有钢中TiN夹杂物均可通过GPD模型计算出最大夹杂物极限尺寸,但氧化物夹杂、硫氧复合夹杂则在某些情况下由于数据中存在少量远大于平均值的极端值而无法得到极限尺寸;这是由于氧化物夹杂在产生后上浮的过程中可能由于偶然的碰撞、聚集长大至很大尺寸,硫化物容易包裹氧化物形成较大的硫氧复合夹杂物,而微米级的TiN多是在钢水凝固过程中析出的,聚集长大可能性小。另外,GPD模型计算结果表明,转炉工艺对于氧化物夹杂的尺寸控制较电炉工艺为优;但硫氧复合夹杂物的尺寸与冶炼工艺的关系更为复杂,无明显规律。

应用极值分析法推测车轮钢中最大夹杂物尺寸

随着钢纯净度的提高,钢中大尺寸脆性非金属夹杂物出现概率逐渐降低,常规的夹杂物检测方法很难捕捉到,但这些大尺寸脆性夹杂物对其疲劳寿命有重要影响。介绍了一种钢中最大夹杂物尺寸的分析方法——极值分析法,采用该方法推测车轮钢中的最大脆性夹杂物尺寸,并用能谱仪分析了大尺寸脆性夹杂物的元素成分。结果表明:基于Gumbel分布函数的极值分析法可以作为估计车轮钢中最大夹杂物尺寸的一种方法;当该方法用在实际大生产检验中,应注意累积分布概率F(x)的选取,即样本总量对评估结果影响较大;车轮钢中大尺寸B类夹杂物的化学成分一般为CaO+Al_(2)O_(3)。