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超高强度预应力体系UHPC锚固区局部受力分析

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铁道建筑 2023年第6期63卷 64-68页

作者：李旺旺中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081

为探索超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)在超高强度预应力体系中的受力性能,建立有限元模型开展超高强度预应力作用下UHPC锚固区局部受压分析。在优化锚垫板形式的基础上,分析间接钢筋配置、局部尺寸、锚孔间距等... 详细信息

为探索超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)在超高强度预应力体系中的受力性能,建立有限元模型开展超高强度预应力作用下UHPC锚固区局部受压分析。在优化锚垫板形式的基础上,分析间接钢筋配置、局部尺寸、锚孔间距等因素对UHPC锚固区局部受压性能的影响。结果表明:UHPC应用于锚固区后,为了发挥UHPC材料特性和提高结构性能,应提高锚固区受压控制标准。2400 MPa等级预应力锚垫板质量比普通混凝土锚垫板质量减小了65%。减少间接钢筋配筋率和减小局部尺寸后构件主拉应力增大,主压应力和钢垫板塑性应变无显著变化。锚孔间距增大会改变局部受压区受力状态,构件主压应力、主拉应力和钢垫板塑性应变均先减小后增大。

关键词：铁路桥梁超高强度超高性能混凝土有限元分析锚固区局部受压

超高强度AISI420马氏体不锈钢强韧化机理与腐蚀性能研究

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超高强度AISI420马氏体不锈钢强韧化机理与腐蚀性能研究

作者：徐涛南京理工大学

学位级别：硕士

钢铁作为最常见的材料,广泛应用于城市建筑、交通、化工等各领域。马氏体不锈钢作为钢铁材料的一种,其特点是淬透性好,可以通过淬火、回火以及轧制等热处理和变形工艺进行强化,可以获得较高的强度和硬度。因此,马氏体不锈钢广泛应用于... 详细信息

钢铁作为最常见的材料,广泛应用于城市建筑、交通、化工等各领域。马氏体不锈钢作为钢铁材料的一种,其特点是淬透性好,可以通过淬火、回火以及轧制等热处理和变形工艺进行强化,可以获得较高的强度和硬度。因此,马氏体不锈钢广泛应用于发动机叶片、轴承、刃具、水电站的大型铸件以及阀门类铸件等领域。传统的马氏体不锈钢通过淬火以发生马氏体相变从而获得超高的硬度,却极大地影响了材料的塑性。如今,超高强度、耐腐蚀性能、结构减重、低成本等设计理念使该类钢的优势在不同的领域得到应用,并成为了国内外学者密切关注和研究的热点。如何将热处理与变形技术巧妙结合,在获得超高强度的同时又保持一定的塑性成为高强度马氏体不锈钢研究领域亟待解决的问题。因此本文选用AISI420马氏体不锈钢,通过热处理与变形强化相结合的工艺手段,分别制备了超高强度铁素体-马氏体(F-M)双相不锈钢以及超高强度全马氏体不锈钢,研究其热处理及变形过程中的微观组织演化行为、力学行为、腐蚀行为、强韧化机理以及腐蚀机理,该工作的主要内容如下:(1)提出了一种制备超高强度F-M双相不锈钢的工艺路线。该工艺方法主要通过对淬火后的双相不锈钢进行温轧实现。通过准静态拉伸试验测得制备的F-M双相不锈钢的抗拉强度达到2395 MPa,断裂延伸率为5.09%,其优异的力学性能归因于温轧协调了铁素体和马氏体之间的协调变形能力,并引入大量的位错,利用碳化物钉扎位错和抑制界面迁移从而稳定纳米结构。(2)提出了一种制备超高强度全马氏体不锈钢的工艺路线。该工艺方法主要通过对淬火后的全马氏体不锈钢进行温轧实现。所制备的全马氏体不锈钢拥有2448 MPa的抗拉强度以及8.06%的断裂延伸率。同时,该章节还研究了回火、温轧、回火+冷轧对马氏体不锈钢组织和性能的影响。(3)通过对AISI420马氏体不锈钢进行1100°C淬火及不同温度回火,制备了强度、塑性和耐蚀性能均同步提高的马氏体不锈钢。研究了不同的回火温度对AISI420钢的组织和耐腐蚀性能的影响。此外,还研究了回火、相组成以及塑性变形对AISI420不锈钢腐蚀性能的影响。

关键词：马氏体不锈钢 AISI420钢超高强度 F-M双相不锈钢回火碳化物析出力学性能耐腐蚀性

时效处理对超高强度20Mn2Crr汽车钢组织性能的影响

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钢铁研究学报 2024年第5期36卷 627-639页

作者：黄文静陈健裘欣丁汉林朱国辉王子健安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 马鞍山钢铁股份有限公司第四钢轧总厂安徽马鞍山233241 苏州城市学院光学与电子信息学院江苏苏州215104 苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215006

研究了时效温度、双级时效处理温度以及碳化物析出对超高强度汽车钢20Mn2Cr冷轧板组织和性能的影响。结果表明,20Mn2Cr钢经过双级时效处理后的硬度远高于单级时效,且在550℃+300℃条件下双级时效时综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率... 详细信息

研究了时效温度、双级时效处理温度以及碳化物析出对超高强度汽车钢20Mn2Cr冷轧板组织和性能的影响。结果表明,20Mn2Cr钢经过双级时效处理后的硬度远高于单级时效,且在550℃+300℃条件下双级时效时综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率、强塑积分别为1418.1MPa、10.8%、15.3GPa·%。SEM观察表明,通过双级时效处理可实现20Mn2Cr钢的多相组织设计与调控,550℃+300℃双级时效处理后,20Mn2Cr钢的基体组织为粒状贝氏体及少量马氏体,且存在大量细小的Cr碳化物析出。这种多相组织是导致20Mn2Cr钢强度显著提升并获得强塑性良好匹配的主要原因。

关键词： 20Mn2Cr钢双级时效超高强度碳化物

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超高强度钢绞线用盘条现状及发展

现代交通与冶金材料 2023年第2期3卷 27-31页

作者：耿思远石龙张剑锋牛斌孙中伟江阴兴澄特种钢铁有限公司线材研究所江苏江阴214429 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

随着钢铁冶金技术与拉拔工艺技术的进步,钢绞线向着超高强度级别发展,具有广阔的市场前景。讨论了钢绞线用盘条的大小方坯制造流程、冷却方式,讨论了微合金元素的作用,网状碳化物、马氏体组织的形成条件与控制措施,以及超高强度钢绞线... 详细信息

随着钢铁冶金技术与拉拔工艺技术的进步,钢绞线向着超高强度级别发展,具有广阔的市场前景。讨论了钢绞线用盘条的大小方坯制造流程、冷却方式,讨论了微合金元素的作用,网状碳化物、马氏体组织的形成条件与控制措施,以及超高强度钢绞线及盘条的发展方向。在线水浴韧化处理技术凭借着绿色环保、生产效率高等优点,有着广阔的应用前景。兴澄特钢利用在线水浴韧化处理技术已成功开发2300 MPa级超高强度钢绞线用盘条。

关键词：钢绞线超高强度环保在线水浴韧化处理技术

超高强度套管TP165V开发及蠕变应力分析

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钢管 2023年第2期52卷 9-15页

作者：张旭李苏王恩越朱钜鹏安盛岳天津钢管制造有限公司天津300301 中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司物资管理部新疆克拉玛依834000

针对蠕变地层用套管套损问题,设计开发一种新型超高强度套管,套管钢级达到165 ksi,横向冲击值不低于55 J,纵向冲击值不低于70 J,套管抗挤毁强度超过182 MPa。采用有限元方法分析套管受到的蠕变应力和弹性应力。试验表明套管极限抗挤毁... 详细信息

针对蠕变地层用套管套损问题,设计开发一种新型超高强度套管,套管钢级达到165 ksi,横向冲击值不低于55 J,纵向冲击值不低于70 J,套管抗挤毁强度超过182 MPa。采用有限元方法分析套管受到的蠕变应力和弹性应力。试验表明套管极限抗挤毁强度超过200 MPa;以中原油田产层最大地应力约50 MPa为例,套管实际抗挤毁强度达到最大地层压力4倍。研究发现套管弹性应力和蠕变应力随着两向地应力差异增加而增加,且蠕变应力增加幅度高于弹性应力;当盐膏层被溶解产生孔洞后,胶结面处应力先增加后减小,最后趋于稳定。

关键词：套管超高强度 TP165V 蠕变应力弹性应力挤毁

拥有超高强度的时效态Cu-20Ni-20Mn合金的力学性能和腐蚀行为

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Journal of Central South University 2020年第4期27卷 1158-1167页

作者：唐帅康李周龚深肖柱 School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China State Key Laboratory for Powder Metallurgy Central South UniversityChangsha 410083China Key Laboratory of Non-ferrous Metal Materials Science and Engineering Ministry of EducationChangsha 410083China

通过真空熔炼制备了拥有超高强度的Cu-20Ni-20Mn合金,并研究了其力学性能和腐蚀行为。结果表明:经过一系列变形和热处理工艺后,该合金表现出1204MPa的超高拉伸强度,且伸长率高达6.2%。随着合金在3.5%NaCl溶液中暴露腐蚀时间的延长,合金... 详细信息

通过真空熔炼制备了拥有超高强度的Cu-20Ni-20Mn合金,并研究了其力学性能和腐蚀行为。结果表明:经过一系列变形和热处理工艺后,该合金表现出1204MPa的超高拉伸强度,且伸长率高达6.2%。随着合金在3.5%NaCl溶液中暴露腐蚀时间的延长,合金样品的腐蚀电流降低,而腐蚀表面的极化电阻和电荷转移电阻增加。腐蚀产物在暴露1 d时已在合金表面上形成,并进一步腐蚀,使得腐蚀产物层变得致密。腐蚀产物层增强了合金的耐腐蚀性能,保护合金免受进一步的腐蚀。

关键词： CuNiMn合金超高强度伸长率腐蚀

粉末冶金-热挤压制备超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的组织及力学性能

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Journal of Central South University 2021年第4期28卷 1195-1205页

作者：陈存广韩未豪祁妙董诗鹏李沛杨芳郝俊杰郭志猛 Institute for Advanced Materials and Technology University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Innovation Group of Marine Engineering Materials and Corrosion Control Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory(Zhuhai)Zhuhai 519000China

本文采用粉末冶金联合热挤压工艺制备了一种新型超高强度Al-10Zn-3.5Mg-1.5Cu合金,并对其组织演变和力学性能进行了研究。结果表明:烧结样品的晶粒尺寸与球磨粉末颗粒的尺寸相一致。烧结和热挤压样品的相对密度分别达到99.1%和100%。通... 详细信息

本文采用粉末冶金联合热挤压工艺制备了一种新型超高强度Al-10Zn-3.5Mg-1.5Cu合金,并对其组织演变和力学性能进行了研究。结果表明:烧结样品的晶粒尺寸与球磨粉末颗粒的尺寸相一致。烧结和热挤压样品的相对密度分别达到99.1%和100%。通过晶粒细化、时效强化和弥散强化的综合作用机制,Al-10Zn-3.5Mg-1.5Cu合金经热挤压和热处理后,极限抗拉强度达到810 MPa,屈服强度达到770 MPa,断后伸长率达到8%。

关键词：粉末冶金 Al-Zn-Mg-Cu合金超高强度热挤压

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超高强度300M钢锻件表面质量控制技术

锻造与冲压 2022年第5期 31-33页

作者：孟斌张海成罗恒军谢静沈文涛中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司

大型航空用超高强度300M钢在锻造之前,需要将坯料置于加热设备中(例如电炉、气氛保护炉、天然气炉)进行高温(1100~1200℃)长时间(5~10h)加热,来提高金属的塑性,降低变形抗力,最终有利于金属的塑性变形。目前,电炉和气氛保护炉的使用成... 详细信息

大型航空用超高强度300M钢在锻造之前,需要将坯料置于加热设备中(例如电炉、气氛保护炉、天然气炉)进行高温(1100~1200℃)长时间(5~10h)加热,来提高金属的塑性,降低变形抗力,最终有利于金属的塑性变形。目前,电炉和气氛保护炉的使用成本昂贵,设备占用时间较长;相比较而言,天然气炉的使用成本大幅度降低,生产效率可提升2~3倍,因此国内外锻造生产企业使用天然气炉的需求日益扩大。

关键词： 300M钢锻造生产变形抗力超高强度塑性变形天然气炉表面质量控制加热设备

超高强度拼焊板B柱内板冷冲压成形工艺及应用

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锻造与冲压 2024年第8期 25-30页

作者：陈松刘鹏罗洪松马梨哲王飞武涵曦东实(武汉)实业有限公司

随着人类文明的进步、社会的发展,地球能源问题、环境污染问题日益严峻,节能减排迫在眉睫,人们开始研发新型能源以及可再生能源,如氢能源、光能源、风能源等低污染可再生资源。对于汽车行业,自2004年发布实施第一版《乘用车燃料消耗量... 详细信息

随着人类文明的进步、社会的发展,地球能源问题、环境污染问题日益严峻,节能减排迫在眉睫,人们开始研发新型能源以及可再生能源,如氢能源、光能源、风能源等低污染可再生资源。对于汽车行业,自2004年发布实施第一版《乘用车燃料消耗量限值》开始,节能减排成为了汽车研发的重要指标之一,目前执行的2020年乘用车第四阶段燃料消耗量标值,要求新车平均油耗在5L/100km内,执行新欧循环驾驶工况。因此在乘用汽车的节能减排上,局势同样严峻,既要保证节约能源、减少排放,同时也需要满足驾驶体验以及驾驶安全,人们从发动机、变速器、电氢新能源、混合能源、汽车减重以及动力曲线优化等方面进行探索,寻求技术突破,更快捷、更高效的在保证使用性能的情况下进行节能减排。

关键词：平均油耗燃料消耗量可再生能源超高强度可再生资源氢能源乘用车混合能源