煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0.72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和20#钢在不同氢含量下的氢损伤和氢致延迟开裂,并对其在煤制天然气中服役安全性进行评估.在总压12MPa(10 MPa N2+2 MPa H2)的高压釜中放置一个月,两种钢的金相试样均不出现氢损伤,U弯试样不开裂,加屈服强度σs的恒载荷试样不发生断裂.在含0.72 MPa的煤制天然气中长期服役时,进入两种钢的氢含量均远低于σs下发生氢致延迟开裂的门槛氢含量和出现氢损伤的门槛氢含量,因而X-70钢和20#钢在煤制天然气中长期服役均具有高的氢损伤和氢致开裂安全系数

应用光滑拉伸试样,弯曲试样以及预裂纹WQL型试样具有对广泛拉伸强度的多种低碳及低合金钢研究了电解充氧对表观屈服强度的影响,并对氢致滞后塑性变形进行了金相观察。结果表明:氢对光滑拉伸试样屈服强度的影响不明显。随钢种不同,充氢后屈服强度可能没有变化,也可能升高或降低,但其差值小于10%。对存在应力梯度的无裂纹弯曲试样以及预裂纹WOL试样,当钢的强度和进入的氢量超过临界值后氢能使表观屈服强度明显降低,从而引起氢致滞后塑性交形,最终导致氢致滞后裂纹的产生和扩展。随钢的强度升高,进入的氢量增加,氢致表观屈服强度下降也愈明显。另外,具有更大应力梯度和三向应力的裂纹试样,下降效应比无裂纹弯曲试样更为明显。氢致表观屈服强度下降作用是扩散控制过程,明显依赖变形速度和试验温度。另外,它具有可逆性,随着氢的逐渐消除,表观屈服应力也逐渐回到未充氢状态的数值。氢致表观屈服强度下降和原始变形量及是否存在加工硬化关系不大。根据上述实验事实,本文对屈服强度下降的原因作了探讨

在铁基粉末冶金中,采取铁磷合金化,是改善和提高铁基粉末冶金制品的强度和韧性的有效方法之一。研究铁磷合金的组织与性能,对于制定铁磷合金的最佳工艺、获得更高的综合性能以及铁磷合金的推广应用,都将具有重要的指导作用。本文列举了不同成份的Fe-P二元系及Fe-P-C三元系合金所具有的优越性能,并以金相方法配合显微硬度的测定,着重研究了不同烧结及冷却条件下的组织和性能变化,并对强化机理进行了探讨

铜镍铬锰铸钢是一种高强度低合金钢,用于造船工业。它在制造过程中常因裂纹缺陷而报废。本文利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针及俄歇谱仪等手段,研究了铜镍铬锰铸钢裂纹的性质及其产生的原因。试验结果表明裂纹属于沿晶的脆性断裂。裂纹的产生是因为凝固时形成的显微偏析导致γFe+(Fe、Cr、Mn)3C共晶Cr沿奥氏体晶界析出所致。碳扩大凝固温度间隔和降低合金元素的平衡分配系数,因而增加了铬的偏析比。因此降低碳和硫的含量,提高钢液的纯洁度和加速铸件的凝固速度是消除晶间共晶和裂纹的有效措施

固定化学成分和其他工艺参数,研究了紧凑式带钢生产卷取温度变化(625和579℃对Ti微合金化高强钢组织和力学性能的影响。热轧带钢的力学性能测试表明,卷取温度降低后,屈服强度降低205 MPa,而-20℃冲击功由11.7J增加到47 J。采用光学金相、电子显微术等手段分析了钢中组织和析出物,625℃卷取带钢为铁素体组织,579℃卷取带钢组织更为细小,贝氏体特征明显;而卷取温度降低后纳米尺寸碳化物的数量显著减少,由此降低了沉淀强化效果,造成强度大幅下降,并与组织细化一起改善材料的韧性。卷取温度是Ti微合金化高强钢生产中重要的工艺参数,需要严格控制

1.稀土元素在纯铁液、生铁液以及熔渣中之挥发量均较小。其与熔渣、大气以及耐火材料均有剧烈的作用,致使金属中稀土残留量较少且不稳定。稀土硫化物等稀土夹杂物上浮符合一级反应规律,稀土在金属熔体中之扩散、烧损也符合一级反应规律,但斜率较小。2.稀土元素与粘土砖、高铝砖、镁砖、铝镁砖、硅砖、刚玉、电熔氧化镁、氧化锆等多种耐火材料均有不同程度的作用。其作用产物会剥落而进入钢液形成稀土夹杂。稀土脱氧、脱硫产物以及与耐火材料作用产物上浮时有相当一部分未浮至液面而粘附在坩埚壁上,这一实验结果有助于了解钢包中非金属夹杂物的去除机理。用自射线照相研究了稀土与耐火材料作用机理。3.各单一稀土金属加入铸铁液时之吸收率按递减的顺序可排列为:Y≈Dy≈Gd>Ce≈Sm≈Nd≈Pr>La。按单位稀土原子浓厚的脱硫率的递减顺序则为:La≥Sm≥Ce≈Pr≈Nd>Y≈Dy≈Gd。用35硫自射线照相证实了稀土在钢液脱硫及回硫现象。4.用金相显微镜、电子探针、X光结构分析研究了各单一稀土元素在铸铁液中所形成之物相及其特征。稀土物相多为RE2O2,RES,RE2S3,REAlO3、C6C2用Y2C3等。5.用141Ce测定铈在CaO一SiO2一Al2O3及CaO一SiO2一Al2O3一CeO2两渣中之扩散系数及其与温度的关系

采用不同固溶工艺处理后的00Cr25Ni7Mo3N双相不锈钢,在恒温的热拉伸试验机上进行超塑性测试,通过Gleeble3500热模拟试验机进行超塑性扩散连接实验研究,并采用扫描电镜对固溶处理金相及连接试样界面孔洞进行观察.结果表明,由于固溶处理温度不同,α相和γ相体积比(xα/xγ)不同.超塑性拉伸测试中,在同一变形条件下,随着初始xα/xγ的增大,延伸率和峰值应力相应增大.固溶温度为1350℃的试样,在960℃、1×10-3s-1条件下拉伸,延伸率达到1186%;超塑性扩散连接在1100℃温度下进行时,压力加载形式不同,扩散连接界面结合机理不同,但加载形式对试样的界面剪切强度影响不大.在连接过程中,界面孔洞闭合情况和滞留位置与晶界迁移的相对速度有关

通过热模拟实验、光学金相及透射电镜分析观察，研究了奥氏体化条件、变形温度、变形速率、变形量以及道次间隔时间对曲轴用非调质钢C38N2轧制道次间的静态再结晶体积分数和残余应变率的影响规律.实验结果表明：随着变形温度的升高、变形速率的增大、变形量的增大或道次间间隔时间的增长，静态再结晶的体积分数逐渐升高，道次的残余应变率逐渐降低；原始奥氏体晶粒尺寸增大，静态再结晶体积分数降低，但变化不大；在1250℃以下，随着奥氏体化温度的升高，静态再结晶体积分数降低不明显，但在1250℃以上，奥氏体化温度的升高明显降低了静态再结晶体积分数.通过线性拟合以及最小二乘法，得到静态再结晶体积分数与不同变形工艺参数之间关系的数学模型；对已有残余应变率数学模型进行修正，得到含有应变速率项的残余应变率数学模型，拟合度较好

采用金相显微镜和截距法，对不同加热温度和保温时间下机车车轮用钢的奥氏体晶粒长大行为进行研究，分析加热温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响，应用简单动力学模型对奥氏体晶粒的长大过程进行分析，同时研究钢中第二相粒子变化对奥氏体晶粒长大的影响.随着加热温度的升高和保温时间的延长，奥氏体晶粒尺寸明显增加，加热温度对晶粒的长大影响更明显.奥氏体晶粒长大的动力学时间指数随着温度升高而增加且其值均接近理论值0.5；奥氏体晶粒长大和钢中第二相粒子AlN体积分数和尺寸的变化呈明显的相关性

2205双相不锈钢经过1300℃固溶处理和不同程度的冷轧变形后,在不同温度下保温不同时间后水冷.利用金相显微镜和透射电镜观察试样的组织,用Image Tool软件分析组织中σ相的含量,研究2205双相不锈钢中σ相的析出规律.在950℃保温,当冷轧变形量从50%增大到85%时,σ相析出时间从30 min缩短为3 min.冷轧变形量为85%的试样,在950℃保温,当保温时间从3 min延长至30 min时,σ相的体积分数从1.2%增大到11.8%.在875~950℃保温5 min后,当温度从875升高至950℃时,σ相的体积分数从8.9%降低至3.6%;在975℃保温5 min后,组织中不存在σ相