张磊峰
,
宋仁伯
,
赵超
,
杨富强
,
秦帅
,
徐杨
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.19.022
轻量化已经成为汽车用钢的发展方向,近年来对低密度高强韧钢的开发顺应了这一趋势.Al元素的添加,降低钢的密度,同时提高层错能,影响变形机制.从成分设计与制备、变形机制、组织性能及工业化应用等方面,总结Fe-Mn-Al系、Fe-Al系和中锰系低密度高强韧钢的研究成果,并阐述了低密度高强韧汽车用钢的发展趋势.
关键词:
轻量化
,
汽车用钢
,
高强韧钢
,
变形机制
,
Fe-Mn-Al
,
Fe-Al
,
中锰钢
,
K系碳化物
方秀荣
,
薛河
,
马颖化
,
汪卫兵
,
杨富强
材料科学与工程学报
小裂纹条件下的环境致裂是准确预测核电关键构件在役寿命和确定检修周期的重要技术环节,但是目前对小裂纹下的环境致裂扩展少有研究.本文以核电关键材料304作为研究对象,利用断裂力学弹塑性有限元分析研究稳态下小裂纹裂尖的力学特性,研究结果表明,线弹性条件下裂纹长度对裂尖应力应变场影响不大,但是在弹塑性条件下,裂纹长度小于约1mm之后,裂纹长度减小时J积分和CTOD都明显增大,甚至远大于长裂纹条件下的参考值,此时再使用J积分和CTOD来描述裂尖强度会有很大偏差.研究工作对后续研究及工程应用有一定的参考价值.
关键词:
304不锈钢
,
小裂纹
,
环境致裂
代启锋
,
宋仁伯
,
郭志飞
,
贺子龙
,
杨富强
材料科学与工艺
为研究连续退火工艺参数对超高强冷轧双相钢组织及力学性能的影响,在Gleeble-3500热力模拟实验机上,使用正交实验法设计连续退火工艺获得超高强冷轧双相钢.研究发现:连续退火工艺参数对抗拉强度和总延伸率的影响程度依次是:临界区退火温度＞保温时间＞过时效温度;两阶段应变硬化特性随马氏体体积分数的增加而更加明显:当马氏体体积分数在35％左右时,冷轧双相钢的应变硬化关系明显呈线性;当马氏体体积分数接近50％时,冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性,但两阶段的应变硬化指数n值变化不大,两阶段并由曲线过渡;当马氏体体积分数在65％左右时,冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性,两阶段的应变硬化指数n值变化较大,并出现明显拐点.
关键词:
冷轧双相钢
,
连续退火
,
正交设计法
,
马氏体
,
应变硬化特性
杨富强
,
薛河
,
赵凌燕
,
方秀荣
稀有金属材料与工程
在高温水环境中,应力会提高镍基合金裂纹尖端的阳极溶解速率并加速裂纹扩展.采用弹塑性有限元方法,对高温水环境中镍基合金裂纹尖端应力和电化学腐蚀的关系进行研究.分析了应力强度因子对模拟高温水环境中600合金1T-CT试样裂纹尖端表面电化学腐蚀电位的影响,并讨论了弹性变形和塑性变形对裂纹尖端电化学腐蚀电位变化的影响.
关键词:
应力强度因子
,
电化学腐蚀电位
,
裂纹尖端
,
有限元
,
高温水
郑颖
,
李春雷
,
杨富强
,
佟溥翘
,
李素霞
钢铁
包头钢铁(集团)有限公司在80 t复吹转炉上开发出溅渣护炉工艺,复吹转炉炉龄超过了1万炉,耐火材料消耗量降至3.28 kg/t,经济效益显著.
关键词:
转炉溅渣护炉
杨富强
,
宋仁伯
,
李亚萍
,
孙挺
,
王开坤
,
康泰
材料研究学报
在850 1050℃范围内系统分析了冷轧Fe-Mn-A1-C钢的力学性能、金相组织、XRD图谱以及断裂行为,研究其在退火过程中奥氏体、铁素体、碳化物与力学性能的转变规律.结果表明,在850℃退火处理后冷轧Fe-Mn-Al-C钢的组织为奥氏体+带状占铁素体+α-铁素体+κ碳化物,晶间网状铁素体和较高的碳化物含量使钢板具有较高的强度但是塑性极差,发生解理断裂;在900-1050℃钢板的基体为奥氏体组织,α-铁素体含量下降,而带状铁索体破碎呈不连续岛状分布;当铁素体长大程度超过奥氏体组织时,铁素体含量增大,XRD峰值升高;退火组织的转变导致抗拉强度随温度的升高而下降,断后伸长率提高;在1000℃时强塑积达到最高值,得到强度与韧性的良好组合,抗拉强度为1003.1MPa,断后伸长率为41.28％,强塑积为41.41 GPa·％.为了使冷轧Fe-Mn-Al-C钢具有良好的强韧性,退火温度不可低于950℃.同时,Fe-Mn-Al-C钢的测量密度为6.55 g·cm3,减重效果显著,达到16.6％.
关键词:
金属材料
,
低密度钢
,
退火温度
,
微观组织
,
力学性能
孙挺
,
宋仁伯
,
杨富强
,
李亚萍
,
吴春京
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00237
通过腐蚀磨损实验研究了下贝氏体球墨铸铁材料的腐蚀磨粒磨损行为,分析了影响腐蚀磨损失重率的主要因素.采用SEM和TEM对磨损表面特性进行了分析,根据磨损表层纵剖面的显微硬度研究了材料表层在腐蚀磨损过程中的形变硬化效应,结合下贝氏体球墨铸铁的电化学行为研究了载荷对耐腐蚀性能的影响.结果表明,下贝氏体球墨铸铁的腐蚀磨损机理为化学腐蚀失重和犁沟式磨粒磨损.载荷的提高对表面粗糙度、材料表面与磨粒之间的摩擦力以及磨粒压入材料表面的深度有显著的影响,从而导致磨粒磨损失重率显著上升.较高的载荷作用下,材料表面出现分层组织和条带状石墨,形成局部微型原电池,促使腐蚀速率提高,同时分层组织的疲劳断裂也将促使失重率进一步提升.载荷的增加使得基体中残留奥氏体内部出现大量位错的缠结,促进材料表面硬化,在一定程度上提高了材料的耐磨性能.当载荷从10N增至200N时,腐蚀磨损失重率从0.16 g/(cm2·h)增至0.42 g/(cm2·h).当粗糙度Rs由0.12 μm增大到5.20μm时,腐蚀电流密度从0.56 mA/cm2上升至5.62 mA/cm2.下贝氏体球墨铸铁的腐蚀磨损失重曲线可分为3个阶段,分别为磨损初期的点接触加速磨损阶段、磨损中期的面接触过渡磨损阶段、磨损后期的疲劳磨损阶段.
关键词:
下贝氏体球墨铸铁
,
腐蚀磨粒磨损
,
电化学行为
,
电偶腐蚀
,
失重率
杨富强
,
宋仁伯
,
孙挺
,
张磊峰
,
赵超
,
廖宝鑫
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2013.00850
对热轧态与固溶处理后Fe-Mn-Al轻质高强钢进行力学性能检测及组织形貌观察,分析950～1100℃固溶处理工艺对其组织和力学性能的影响规律,根据真实应力-应变曲线和加工硬化曲线分析拉伸变形特征,对比拉伸变形前后微观组织形貌和XRD谱,研究其微观变形机理.研究结果表明,所设计的成分体系实验用钢,热轧后为奥氏体基体与少量带状铁素体的双相组织,密度为6.55 g/cm3,达到了轻质高强的设计目标.固溶处理有利于奥氏体晶粒长大与带状铁素体的破碎分解,使钢板强度降低而塑性提高,但是过高的固溶温度会促进铁素体长大,使铁素体体积分数增大,钢的断后伸长率降低.1050℃固溶处理后Fe-Mn-Al钢抗拉强度为925.9 MPa,断后伸长率为50.20％,强塑积为46.48 GPa.％.连续的应变强化行为使得Fe-Mn-Al钢获得高强度与塑性的良好匹配,稳定硬化阶段应变范围越宽,断后伸长率越大;较高的层错能使其变形机理区别于TRIP和TWIP效应,变形后仍为奥氏体+铁素体双相组织,变形后奥氏体中可以观察到Taylor晶格、高密度位错墙以及微带结构,为明显的平面滑移特征.
关键词:
Fe-Mn-Al钢
,
轻质高强钢
,
固溶处理
,
位错滑移
杨富强
,
薛河
,
赵凌燕
,
方秀荣
稀有金属
力学与化学相互作用引起的力学化学效应会加速核电站中镍基合金的应力腐蚀开裂行为.焊接接头材料力学性能的不均匀性,将间接影响材料的力学化学效应.采用标准紧凑拉伸试样和有限元方法,研究得到了高温水环境中600合金屈服强度和硬化指数对裂纹尖端表面力学化学效应的影响,分析了弹性和塑性变形对裂纹尖端力学化学效应的作用.结果表明,600合金裂尖表面的力学化学效应受到屈服强度变化的影响,但硬化指数对裂尖表面力学化学效应的影响不明显.
关键词:
力学化学效应
,
屈服强度
,
硬化指数
,
裂尖
,
有限元
