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粒状组织的相变残余应力

, 徐雪霞 , 白秉哲 , 方鸿生

金属学报

在假设马氏体岛形态和分布的基础上, 采用有限元法计算了粒状组织形成过程中的相变残余应力, 并讨论 了相变残余应力对宏观变形行为的影响. 结果表明: 粒状组织形成过程中, 奥氏体转变为马氏体后将在铁素体基体中产生静水张应力, 而马氏体岛承受压应力作用; 残余应力随马氏体体积分数和铁素体基体强度的增加而增大, 存在临界马氏体体积分数, 此时铁素体完全屈服; 残余应力是导致空冷粒状组织钢出现连续屈服现象的原因之一, 但对屈服强度的影响较小.

关键词: 奥氏体-马氏体相变 , granular structure , continuous yielding

液压支架活柱用水淬贝氏体钢的开发

, 白秉哲 , 方鸿生 , 王筑生 , 刘桂花

钢铁

为提高液压支架活柱用材料的淬透性,开发了液压支架活柱用水淬贝氏体钢,并进行了工业试制.开发的水淬贝氏体钢,不含昂贵合金元素,淬透性好,强韧性高,加工性能优良,能满足φ300 mm以下活柱的淬透性要求.φ300 mm的活柱经水淬后,获得了粒状贝氏体组织,经低温回火后,φ300 mm活柱的屈服强度大于620 MPa,抗拉强度大于850 MPa,-20℃冲击韧度AKu>65 J.

关键词: Mn系贝氏体钢 , 淬透性 , 液压支架活柱 , 27SiMn

纯铜动态再结晶的三维元胞自动机模拟

柳文波 , 张弛 , 杨志刚 ,

材料热处理学报

用三维元胞自动机法(CA法)模拟纯铜在400℃以0.0005s~(-1)的应变率发生动态再结晶(DRX)的过程.给出了母相和再结晶晶粒的平均位错密度随着应变量的变化规律;根据平均位错密度的变化研究了纯铜动态再结晶中形核、长大、动态回复和加工硬化等过程.模拟了纯铜动态再结晶过程中的应力.应变曲线及平均晶粒尺寸的变化规律,模拟结果与文献中的试验结果吻合较好.

关键词: 位错密度 , 三维 , 动态再结晶 , 元胞自动机

空冷贝氏体钢的残余应力对屈服强度的影响

王勇围 , , 白秉哲 , 方鸿生

材料热处理学报

测量了贝氏体超强精轧螺纹钢筋正火态和低温回火后的屈服强度,结果表明,正火态的屈服强度值较低,经300℃低温回火后屈服强度提高约230MPa.同时用盲孔法测定了该两种状态下的表层残余应力值,正火态高达270MPa左右,低温回火后表层残余应力降至70MPa左右,正火态低的屈服强度可能与试样内部高的残余拉应力有关;低温回火能显著降低残余应力,有效提高贝氏体超强钢筋的屈服强度.

关键词: 贝氏体 , 超强螺纹钢筋 , 屈服强度 , 残余应力

粒状组织的相变残余应力

, 徐雪霞 , 白秉哲 , 方鸿生

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.09.007

在假设马氏体岛形态和分布的基础上,采用有限元法计算了粒状组织形成过程中的相变残余应力,并讨论了相变残余应力对宏观变形行为的影响.结果表明:粒状组织形成过程中,奥氏体转变为马氏体后将在铁索体基体中产生静水张应力,而马氏体岛承受压应力作用;残余应力随马氏体体积分数和铁素体基体强度的增加而增大,存在临界马氏体体积分数,此时铁素体完全屈服;残余应力是导致空冷粒状组织钢出现连续屈服现象的原因之一,但对屈服强度的影响较小.

关键词: 奥氏体-马氏体相变 , 相变残余应力 , 粒状组织 , 连续屈服 , 有限元模拟 , Mn-Si钢

低碳Mn-Si钢中粒状组织转变研究

王勇围 , , 徐雪霞 , 白秉哲

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.05.008

对低碳Mn-Si钢中的粒状组织进行了实验研究,考察了粒状组织中小岛的形状及其分布.结果表明,不含Cr时,空冷后形成了由先共析铁素体基体+岛状物所组成的粒状组织,其中的岛状物形态及分布可以是无规则的,也可以是长条状的小岛沿一定方向分布于基体上.对于这2种形态的粒状组织,尤其是对后者形态的形成和铁素体基体的分析表明,小岛的形状和分布是先共析铁素体形态的反映,条形规则排列的小岛可能受先共析铁素体基体台阶长大机制控制,粒状组织小岛在一定条件下也可能具有方向性.加适量Cr后,连续冷却后的组织中不出现粒状组织.

关键词: 粒状组织 , 粒状贝氏体 , 铁素体基体 , 台阶机制

铁素体基体强度对粒状组织钢屈服强度的影响

, 白秉哲 , 方鸿生

材料热处理学报

建立了粒状组织钢的微观力学模型,根据实际的应力一应变曲线分离出了铁素体基体的屈服强度及加工硬化率,并讨论了铁素体基体的强度对粒状组织钢屈服强度的影响,结果表明,在马氏体含量一定时,粒状组织钢的屈服强度随铁素体基体屈服强度的增加而线性增加,并与铁素体基体的加工硬化率成指数函数关系;通过微合金化提高铁素体基体的强度是提高粒状组织钢屈服强度的重要途径.

关键词: 粒状组织 , 屈服强度 , 微观力学模型 , 应力-应变曲线

低碳Mn系水淬贝氏体钢的组织和力学性能

, 白秉哲 , 方鸿生

材料热处理学报

研究了第二代Mn系空冷贝氏体钢合金体系,即低碳Mn系水淬贝氏体钢,为高强结构钢调质钢开辟了一条新途径,给出了试验钢在水淬工艺下的组织和力学性能.结果表明:随着冷却速度的加快,试验钢中将依次出现粒状贝氏体/仿晶界铁素体,粒状贝氏体,粒状贝氏体/马氏体组织,马氏体组织;与传统淬火钢27SiMn相比,试验钢具有突出优良的淬透性,韧性,切削性能,可以水冷,不需要油冷;直径300 mm的圆柱淬火后可得到粒状贝氏体组织,试验钢经中低温回火后,屈服强度大幅上升,抗拉强度变化不大;在300℃回火后具有最高的屈服强度,1/2半径处,σh~900 MPa,σ0.2~630 MPa,AKU(-20℃)~60 J,屈强比约为0.7;试验钢经高温回火后,将析出粒状碳化物,冲击韧度大幅上升,AKU5~65 J.

关键词: Mn系贝氏体钢 , Mn-Si钢 , 水冷 , 淬透性 , 粒状碳化物

马氏体岛的体积分数、形状及强度对粒状组织钢力学性能的影响

, 白秉哲 , 方鸿生

金属学报

考虑马氏体岛的塑性变形, 采用Eshelby等效夹杂模型对粒状组织钢单向应力状态下的弹塑性变形行为进行了数值模拟.结果表明: 粒状组织钢的屈服强度及马氏体处于弹性变形阶段的加工硬化率均随马氏体岛的体积分数的增加而增加, 并呈一定的非线性; 马氏体岛的形状对粒状组织钢均匀变形阶段的应力-应变曲线影响较小; 马氏体岛的强度对粒状组织钢的屈服强度影响不大; 马氏体岛的体积分数越低, 马氏体岛越难发生塑性变形.

关键词: , Eshelby equivalent inclusion theory , martensite islands shape

马氏体岛的体积分数、形状及强度对粒状组织钢力学性能的影响

, 白秉哲 , 方鸿生

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.10.007

考虑马氏体岛的塑性变形,采用Eshelby等效夹杂模型对粒状组织钢单向应力状态下的弹塑性变形行为进行了数值模拟.结果表明:粒状组织钢的屈服强度及马氏体处于弹性变形阶段的加工硬化率均随马氏体岛的体积分数的增加而增加,并呈一定的非线性;马氏体岛的形状对粒状组织钢均匀变形阶段的应力-应变曲线影响较小;马氏体岛的强度对粒状组织钢的屈服强度影响不大;马氏体岛的体积分数越低,马氏体岛越难发生塑性变形.

关键词: , 粒状组织 , 力学性能 , Eshelby等效夹杂模型 , 马氏体岛形状

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