铸态40CrNiMo合金钢Johnson-Cook本构模型及对比分析

以铸锻联合成形工艺为研究背景,采用金属模真空铸造方式获得了铸态40CrNiMo合金钢,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其进行等温压缩实验,变形温度800~1100℃、应变速率0.001~10 s^(-1)。根据实验数据绘制铸态40CrNiMo合金钢的真实应力-应变曲线,发现在低变形温度或高应变速率变形条件下,真实应力-应变曲线呈典型的动态回复型,随着成形温度的升高或应变速率的降低,真实应力-应变曲线逐渐向动态再结晶型转变。构建了铸态40CrNiMo合金钢的Johnson-Cook本构模型,对应变速率敏感参数进行了修正,发现该模型在低变形温度、高应变速率的适用性较好。在适用条件下构建了铸态40CrNiMo合金钢的Johnson-Cook本构模型,并与Arrhenius本构模型进行对比分析。结果表明,整体上Johnson-Cook本构模型的预测精度高于Arrhenius本构模型的,但在变形温度900℃、应变速率10 s^(-1)的条件下,Arrhenius本构模型的预测精度略高于Johnson-Cook本构模型的。

外加电位对X80管线钢模拟海岸土壤腐蚀的影响

为探究双相X80管线钢在沿海土壤模拟溶液环境中的腐蚀机理,采用极化曲线、慢应变速率拉伸试验(SSRT)和交流阻抗(EIS)法对不同外加电位(-750,-900和-1050 mV vs.饱和甘汞电极(SCE))下双相X80管线钢的应力腐蚀和电化学腐蚀行为进行研究。结果表明,双相X80管线钢在-1050 mV电位下对应力腐蚀(SCC)最为敏感。慢应变拉伸呈现为脆性断裂,断口可见铁素体区域圆形或椭圆形的凹坑,这是由于过度阴极反应产生的氢原子扩散进入到钢中在铁素体晶界聚集,氢气析出产生的较高氢压超过材料的强度产生圆形孔洞,在拉伸应力作用下变为椭圆形。在此电位下EIS模拟电阻最小,耐腐蚀性最差。-750 mV的外加电位可起到一定的电化学保护作用,但不足以防止X80管线钢应力腐蚀的发生。-900 mV的外加电位可有效抑制X80管线钢的阳极溶解,SSRT的强度和延展性均高于0 mV电位试样,表现出韧性断裂特征,EIS模拟电阻最高,因此双相X80管线钢在模拟海岸土壤环境下最佳的阴极保护电位约为-900 mV vs.SCE。双相X80管线钢在沿海土壤模拟环境中的应力腐蚀行为的研究可对其在实际使用过程中的安全服役提供一定理论依据,同时为腐蚀抑制与防护工作提供参考。

热处理对铸造双相不锈钢组织与硬度的影响

研究了固溶和时效处理对CD-4MCu双相不锈钢的微观组织、相含量、成分及硬度的影响。结果表明:随固溶处理温度的升高,CD-4MCu双相不锈钢中α相含量增加,γ相中Cr元素含量逐渐增多,Ni含量减少,细长条棒状γ相逐渐被短棒状或块状γ相取代,而且γ相逐渐粗化;宏观硬度与α相显微硬度均随固溶温度的升高而增加,时效处理后两相晶粒内及界面上均未见碳化物的析出,但硬度较铸态和固溶态都有明显提升。时效温度为460℃时,硬度最大达HBW 350,α相显微硬度与宏观硬度变化规律一致,固溶和时效态γ相的显微硬度变化很小。CD-4MCu双相钢固溶与时效后硬度的升高均与铁素体相含量增加有关。

GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢的高温氧化性能

采用恒温氧化试验研究了GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢在不同氧化温度和氧化时间下的抗高温氧化性能,通过氧化质量增加法、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法表征分析了试验钢的氧化动力学、氧化膜形貌及成分变化。结果表明,试验钢在850、950和1050℃下的氧化动力学曲线均遵循抛物线规律;氧化100 h时,根据GB/T 13303—1991,平均氧化速率均属于1级完全抗氧化性级别。850℃和950℃下的氧化膜平整致密,由细小均匀密集排布的不规则多边形状氧化物组成;1050℃时,氧化膜中氧化物晶粒尺寸不均匀现象加剧。GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢良好的高温抗氧化性与氧化膜中高Cr含量有关。

时效温度对GX40CrSi17铁素体耐热铸钢组织的影响

为探究时效温度对GX40CrSi17铁素体耐热铸钢组织变化的影响,采用JMatPro软件模拟试验钢的平衡相图和析出相含量随温度的变化,通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和布氏硬度计,分析了试验钢经不同温度时效后析出相的显微组织及成分与硬度的变化。结果表明,850℃时效,组织为大量较细小颗粒状的M23C6碳化物弥散分布在铁素体基体上,硬度较铸态有所下降;时效温度升至950℃,基体上的M23C6相因回溶数量大幅减少,晶粒尺寸长大,晶界趋向平直化发展;1050℃时效,晶界更为平直,基体组织为铁素体与奥氏体相,硬度随时效温度升高持续降低。