§3-1 功 功率 §3-2 动能 动能定理 §3-3 势能 §3-4 功能原理 机械能守恒定律 §3-5 能量守恒与转换定律

通过OM、SEM、TEM、EBSD等手段研究了F40级船板的组织特征以及组织结构对低温韧性的影响,并探讨了低温韧性的机理.结果表明:基体组织为针状铁素体+准多边形铁素体的复合组织,该复合组织具有较高的强度和优异的低温韧性;两种组织之间的界面以及针状铁素体条束之间的界面均为大角晶界,能够对裂纹的扩展起到有效的阻碍作用,增加裂纹扩展功,使得F40级船板具有良好的低温韧性,-80℃的冲击功都可以达到138J以上

一、功和功率 二、动能定理 三、保守力和势能 四、能量守恒定律及其应用

通过对含W的S32760超级双相不锈钢不同温度时效热处理研究σ相的析出行为.用扫描电镜和透射电镜分析σ相的形貌和化学组成,并研究σ相对力学性能和耐腐蚀性能的影响.在850~1000℃之间,实验钢析出大量由Fe-Cr-Mo-W组成的具有正方结构的σ相,钢板强度和硬度高,塑性差,延伸率低于4%;1050℃时仍存在少量析出,虽然延伸率大幅度提高至31.1%,但冲击韧性离散度高,冲击功偏低;直至1080℃,σ相才能完全溶解至基体中,抗拉强度为640MPa,延伸率为35.5%,纵、横向冲击功平均值分别达到217J和110J.随时效热处理温度升高,点蚀电位提高,点蚀失重率不断下降,1080℃热处理的试样点蚀电位高达1246mV.该试样在50℃的3.5% NaCl溶液中腐蚀失重率也仅为0.005~0.007g·m-2·h-1

随着列车时速不断提高，制动盘承受的热负荷不断增大，这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性，钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响，并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明，增加钒含量使高温析出的V（C，N）含量增加，细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V（C，N）、（Mo，V）C、M7C3和M23C6.随钒含量增加，大尺寸M23C6和M7C3的析出被抑制，对韧性损害降低；小尺寸（Mo，V）C含量增多，析出强化效果增强.淬火温度为880~900℃时，增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物，弥补了析出强化对韧性的损害，故冲击功变化不大.淬火温度为920~940℃时，提高钒含量促使（Mo，V）C量急剧增加，冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃

采用拉伸与测温试验同时进行的方法，将应力应变曲线与热能曲线相结合，动态研究热轧TRIP钢拉伸过程中的相变热.研究表明：热轧TRIP钢在拉伸过程中材料增加的热能由部分转变的塑性功和马氏体相变热组成，因此，拉伸过程中实际测得的试样热能高于由塑性功转变的热能.利用平均综合热能损失系数对低速拉伸的TRIP钢的热能进行补充，通过计算与推导，证实了试样在刚进入塑性变形时，一定数量的较不稳定残余奥氏体首先集中发生马氏体相变，随着应变的进一步加大，剩余的较稳定的残余奥氏体根据其稳定情况发生马氏体相变的数量逐渐减少，在试样均匀延伸结束前绝大部分残余奥氏体已转变为马氏体.结合相变热变化可动态描述热轧TRIP钢形变过程中马氏体相变的情况

运用扫描电镜及能谱等分析手段研究了钇基稀土对E36钢中夹杂物的变质作用以及对显微组织和冲击性能的影响.研究表明，钇基稀土改善了E36钢的显微组织，减少了珠光体的片间距和含量.加入钇基稀土后，E36钢的冲击断口由典型的解理断口变为准解理+韧窝型断口，韧窝中细小球状的稀土夹杂是其转变的主要原因.加入少量的钇基稀土显著改善了E36钢的冲击韧性，尤其是低温冲击性能.在-60℃情况下，E36Re钢的纵向冲击功较E36钢提高了33.5%，横向冲击功提高了113.7%.并且，钇基稀土显著改善了E36钢纵横向冲击性能的差异性，未加稀土E36钢的纵、横冲击比均大于1.70，-60℃条件下达到2.77，而E36Re钢的纵、横冲击比为1.51~1.73

利用CMT5105电子万能试验机和HTM 16020电液伺服高速试验机对超高强热成形钢进行拉伸试验,应变速率范围为10-3~103 s-1,模拟热成形零件在不同应变速率下的碰撞情况.结果表明:在低应变速率阶段(10-3~10-1 s-1)实验钢的应变速率敏感性不高,随应变速率的升高,实验钢的强度和延伸率变化不大;在高应变速率阶段(100~103 s-1)实验钢具有高的应变速率敏感性,随应变速率的升高,实验钢的强度和延伸率都呈增大的趋势,并且抗拉强度的应变速率敏感性要大于屈服强度.这主要是由于在高应变速率阶段拉伸时产生的绝热温升现象和应变硬化现象共同作用造成的.实验钢颈缩后的延伸率随应变速率的增大而减小,主要是由于高应变速率下马氏体局部变形不均匀造成的.实验钢吸收冲击功的能力随应变速率的升高而增大,实验钢达到均匀延伸率时吸收冲击功的大小对应变速率更敏感.与低应变速率阶段相比,实验钢在高应变速率阶段的断口韧窝的平均直径更小,韧窝的深度更深,这与高应变速率阶段部分马氏体晶粒的碎化有关.通过扫描电镜和透射电镜观察发现,在高应变速率拉伸时晶粒有明显的拉长趋势,并且在应力集中的地方有一些微空洞的存在,应变速率为103 s-1时部分区域有碎化的现象

河钢集团有限公司开发了利用钢液中形成TiOx?MgO?CaO细小粒子改善焊接粗晶热影响区韧性的ITFFP技术（Improve the toughness of HAZ by forming TiOx?MgO?CaO fine particles in steel），成功试制生产出大线能量焊接用30 mm厚度规格（H30）和60 mm厚度规格（H60）EH420海洋工程用钢。母材力学性能试验结果表明，H30和H60试制钢屈服强度分别达到461 MPa和534 MPa，抗拉强度分别达到570 MPa和628 MPa，延伸率分别为26%和24.5%，满足EH420海洋工程用钢国家标准要求。采用Gleeble-3800型热模拟试验机对试制钢进行了200 kJ·cm?1条件下热模拟试验，并对焊接热影响区中的显微组织和?40 ℃冲击韧性进行了分析和测试。结果表明，试制钢中形成的CaO(?MgO)?Al2O3?TiOx?MnS夹杂物可以有效地诱导针状铁素体析出，显著提高钢材的冲击韧性。另外，利用气电立焊设备对H30和H60试制钢分别进行了焊接线能量为247 kJ·cm?1和224 kJ·cm?1的实焊试验，结果显示，H30试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥74 J，焊接热影响区≥115 J，H60试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥91 J，焊接热影响区≥75 J，焊接接头的冲击性能远高于国家标准值42 J

针对工业生产700 MPa级高强度调质态钢板，通过Gleeble3500热模拟机进行模拟焊接试验，利用光学显微镜、硬度仪、场发射扫描电镜等设备对比研究了稀土Ce对高强钢焊接热影响区（HAZ）显微组织、晶粒度和力学性能的影响。研究结果表明，焊接热输入为25 kJ·cm?1和50 kJ·cm?1时，无稀土钢焊接热影响区冲击功分别为84.8 J和24.5 J，Ce质量分数为0.0018%的钢焊接热影响区冲击功分别为110.0 J和112.0 J，因此钢中加入适量Ce能够有效改善钢板焊接韧性。对比分析两种实验钢焊接热影响区晶粒尺寸和显微组织可以看出，随着焊接热输入值增大，高强钢焊接热影响区显微组织均逐渐从马氏体、下贝氏体转变为上贝氏体和粒状贝氏体组织，且奥氏体晶粒尺寸明显增大。但相同焊接热输入下，含Ce钢焊接热影响区晶粒尺寸显著减小，组织更加细小，且脆性的上贝氏体组织减少，从而显著提高了700 MPa级高强钢的焊接性能