Q345D钢高温力学性能试验研究
《2024年ZrO2弥散强化Q345钢的组织与力学性能研究》范文
《ZrO2弥散强化Q345钢的组织与力学性能研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，对材料性能的要求越来越高。
Q345钢作为一种常用的工程结构材料，具有较好的塑性和韧性，但在某些高负载、高要求的场合，其力学性能仍需进一步提升。
为此，本文采用ZrO2弥散强化技术对Q345钢进行强化处理，并对其组织与力学性能进行了深入研究。
二、材料与方法1. 材料准备实验所用材料为Q345钢。
通过将ZrO2颗粒均匀弥散在Q345钢基体中，制备出ZrO2弥散强化Q345钢复合材料。
2. 实验方法采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等手段，对ZrO2弥散强化Q345钢的组织结构进行观察和分析。
同时，通过拉伸试验、硬度测试等手段，对其力学性能进行评估。
三、结果与分析1. 组织结构通过金相显微镜观察，发现ZrO2颗粒在Q345钢基体中分布均匀，形成了较为理想的弥散强化结构。
X射线衍射仪分析表明，弥散强化处理后，钢中未出现新的物相，ZrO2颗粒与基体间无明显的化学反应。
扫描电镜观察显示，ZrO2颗粒与基体间结合紧密，无明显界面空洞或缺陷。
2. 力学性能拉伸试验结果表明，ZrO2弥散强化Q345钢的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。
其中，抗拉强度提高了约XX%，屈服强度提高了约XX%，延伸率也有所增加。
硬度测试结果显示，弥散强化处理后，钢的硬度也有显著提高。
四、讨论ZrO2弥散强化Q345钢的力学性能提高，主要归因于ZrO2颗粒的弥散强化作用。
弥散强化是一种通过在金属基体中引入硬质颗粒，提高材料整体强度的方法。
ZrO2颗粒的加入，使得钢在受到外力作用时，能够更好地抵抗变形和断裂。
此外，ZrO2颗粒与基体间的界面结合紧密，也有助于提高材料的整体性能。
五、结论本文通过ZrO2弥散强化技术对Q345钢进行强化处理，发现其组织结构得到了优化，力学性能得到了显著提高。
这为进一步开发高性能的工程结构材料提供了新的思路和方法。
然而，本文仅对ZrO2弥散强化Q345钢的基本性能进行了研究，关于其在实际应用中的性能表现及长期稳定性等问题，还需进一步深入研究。
高温后结构钢力学性能试验
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Q345轧制工艺温度对力学性能的影响
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Ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｑ３ ４ ５ Ｒｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ
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Q345D钢的热变形抗力研究
Q345D钢的热变形抗力研究李海阳;纪登鹏;周晓航;张梅【摘要】利用Gleeble-3500热-力模拟试验机,在变形温度为750 ~1200 ℃、应变速率为0.01~10 s-1、应变量为0.7的条件下对Q345D钢进行单道次压缩试验,得到其真应力-真应变曲线,分析了变形温度、应变速率和变形程度对变形抗力的影响.结果表明,降低变形温度和提高变形速率,均可使Q345D钢的变形抗力增大;只有在较低的变形速率和较高的变形温度下, Q345D钢才发生动态再结晶.通过非线性拟合,建立了Q345D钢的变形抗力模型,并与试验变形抗力进行对比分析,结果表明该模型具有较高的拟合精度.%The single pass axial compression tests ofQ345D steel were conducted on the Gleeble-3500 thermomechanical simulator at the temperatures of 750 ℃ to 1 200 ℃ and the strain rates of 0.01 s-1to 10 s-1with a constant strain of 0.7. Based on the true stress-true strain curves, the effects of deformation temperature, strain rate and deformation degree on the deformation resistance were analyzed. The results showed that the deformation resistance increased with the decreasing temperature and the increasing strain rate; The dynamic recrystallization of Q345D steel only occurred at lower strain rate and higher deformation temperature. The deformation resistance model suitable for the Q345D steel was established by means of nonlinear fitting. The high fitting accuracy of that model was proved by comparison with the regressive method and the tested stresses.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2018(040)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】Q345D钢;真应力-真应变;变形抗力;数学模型【作者】李海阳;纪登鹏;周晓航;张梅【作者单位】省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海 200072【正文语种】中文Q345D钢是一种低合金高强度工程结构钢，具有良好的塑性、韧性、耐低温性能、加工工艺性能和焊接性能等，被广泛应用于石油、车辆、船舶、建筑和压力容器等领域[1- 4]。
温度-应力史对Q345钢力学性能影响的试验研究
温度-应力史对Q345钢力学性能影响的试验研究
屈立军;焦亚男;楮新颖
【期刊名称】《武警学院学报》
【年(卷),期】2012(028)010
【摘要】为了对我国受火钢结构的承载力鉴定提供基础数据，利用微机控制电液伺服试验机及加温装置和变形测量装置，对我国某钢厂生产的钢结构用Q345（16Mn）钢，前期采用恒载升温试验方法对试件施加应力一温度作用，冷却后进行拉伸试验。
试验结果表明：在300—600℃范围内，钢材前期所受温度对冷却后钢材的弹性模量和屈服强度基本没有影响；但钢材在经受温度时所施加的应力使钢材强度降低幅度均为20％左右。
【总页数】3页(P5-7)
【作者】屈立军;焦亚男;楮新颖
【作者单位】武警学院科研部,河北廊坊065000;吉林市消防支队,吉林132001;天津红桥区消防支队,天津300131
【正文语种】中文
【中图分类】TU391;D631.6
【相关文献】
1.防火涂料对Q345钢高温力学性能影响的试验研究 [J], 徐文毅
2.Q345轧制工艺温度对力学性能的影响 [J], 张彦章;王佩鑫;孙伟
3.在役Q345钢及焊缝金属力学性能试验研究 [J], 黎佳;宁朝阳
4.应变时效对Q345钢力学性能影响研究 [J], 姜志鹏;王燕;杨怡亭;马立威
5.回火温度对42CrMo4高强钢力学性能及应力腐蚀敏感性的影响 [J], 张度宝;李成涛;方可伟;罗坤杰;王力;武焕春;薛飞
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45钢高温拉伸性能试验研究
45钢高温拉伸性能试验研究赵丽;李晋峰【摘要】在600～750℃范围内和0．5、0．7、0．8及0．9倍屈服荷载下，对45钢进行高温拉伸试验。
结果表明，在恒温升载和不同试验温度下45钢的力学性能变化不大，随温度升高而下降的趋势基本一致；而恒载升温情况下，300℃之前应变变化比较平缓，300～500℃应变逐渐增大，550℃左右应变急剧增大至颈缩。
%High temperature tensile tests are performed for 45 steel at the temperature range of 600~750 ℃ and under the yield load of 0.5,0.7,0.8 and 0.9 times.The results show that the mechanical properties of 45 steel are changed little under the rising loadings at the constant temperature with different test temperatures , and the downward trend are basically the same with the temperature rising .In the case of rising temperature under the constant loading , the strain changes gently before 300℃, increases gradually between 300℃and 500℃, and increases sharply to neck-ing around 550 ℃.【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P31-34)【关键词】45钢;高温拉伸试验;力学性能【作者】赵丽;李晋峰【作者单位】太原科技大学应用科学学院,山西,030024;太原科技大学材料科学与工程学院,山西,030024【正文语种】中文【中图分类】TU511.3近几十年来，随着一些新型高温材料的研究和应用越来越深入，对于普通材料高温力学性能的研究也越来越受到许多学者的关注。
20高温下Q345钢的材料性能试验研究
将 1 组 与 . 组 试 验 结 果 进 行 对 比， 1 组试验 中， （# ） 对应的破坏温度为! # ( 4 ,6 ! 78 9 # #$ ， ! 2 , （ ） 对应的破坏温度为! # ( 3 ! 4 ( ! 78 9 " #$ ， # ( * ! ! 2+ 2 （ ） 对应的破坏温度为! + " , ( 78 9 #$ 。 而 . 组 试 验中 ! ， # #$ 对 应 的 极 限 荷 载 为 + , * ( + 78 9 ! " #$ 对 ， 应的极限荷载 为 + + ) ( + 78 9 ! #$ 对 应 的 极 限 荷 载 为) 。即在相同的破坏温度下， # ( ) 78 9 1 组试验的 试件对应较高的荷载。 分析其原因， 主要是由于蠕
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Q345D钢高温力学性能及凝固特性
摘要低碳低合金钢Q345D具有强度高、韧性高、抗冲击、耐腐蚀等优良特性，因而倍受广泛地应用于各个方面。
，连铸技术因为具有可以大幅提高金属收得率、改善铸坯质量和节约能源等显著优势，因而在生产钢材的各种方法中得到了最为广泛的应用。
本文通过对Q345D钢的高温力学性能热模拟实验及其高温凝固相转变规律的研究，进一步了解该钢种的高温特性，以期为铸坯质量的提高提供理论依据。
对于Q345D高温力学性能的研究主要是通过热模拟试验机模拟金属热变形的整个过程，得到其热变形过程中热强度、热塑性、显微组织以及相变行为并对其进行分析整理总结。
本文通过使用Gleeble-1500D热模拟试验机，对Q345D钢进行高温拉伸实验，获得该钢在800℃~1200℃温度下的屈服强度、抗拉强度及延伸率、断面收缩率等数据。
对以上数据进行分析，可以得出：在800℃~850℃温度区间，随着温度的升高，屈服强度、抗拉强度分别从800℃的39.10MPa、83.61MPa提高到850℃的40.01MPa、93.10MPa；在900℃~1300℃温度区间内，随着温度的升高，其屈服强度和抗拉强度分别从900℃的33.53MPa、91.16MPa降低到1300℃的8.45MPa、19.85MPa。
对于该钢的热塑性，800℃~900℃温度区间内随温度升高，其延伸率、断面收缩率分别从800℃的9.11%、77.7%提高到900℃的23.58%、79.3%升高；在1000℃~1200℃温度区间内，延伸率、断面收缩率变化比较平缓；1200℃以后随温度升高，延伸率、断面收缩率急剧降低，在1300℃时其数值分别为11.75%、48.5%，表明其热塑性下降。
Q345D的高温凝固相转变规律是通过自行研制的可控高温凝固相变实验装置进行的，对于加热到熔化状态下的钢样通过控制冷速冷却到不同温度，然后淬火保留高温组织的方式研究其组织的转变行为。
对所得试样金相组织观测得出：在液态下直接淬火时，冷却速度越快，所得到的晶粒越为细小；在冷速为20℃/min的冷却速度下，Q345D钢的液、固相线温度点分别为1515℃和1460℃，在该区间内，残留高温铁素体的含量随着结束控制冷速冷却温度的降低而升高；在2℃/s的冷却速度下，在1515℃和1460℃温度点仍然有高温铁素体相的存在，但是与同温度下以20℃/min的冷却速度得到的试样相比，高温铁素体相的含量有明显不同。
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f s( H) = f s( - 1. 789H+ 1. 624) 。 ………… ( 1)
其中: f s 为常温下材料的屈服强度。对式( 1) 与试验值 进行统计分析得到回归公式的相关性R2= 0. 980 4, 表 明回归公式的估计值与对应的实际数据之间的拟合程
Байду номын сангаас
要的意义。目前, 国内许多学者根据材料的不同用途 进行了高温下材料力学特性的研究[ 2～4] , 但是, 由于试 验材料、试验方法、参数选择等的不同, 使试验结果 有很大差别。本文以 Q345D 为研究对象, 考虑矫直这 一工艺技术特点, 通过材料力学性能试验, 掌握该钢 种不同温度下的力学特性, 包括屈服强度 Rs、极限强度 Rb、弹性模量 E 等, 为矫直工艺的制定提供依据。 1 拉伸试验
第 5 期 ( 总第 156 期) 2009 年 10 月
机械工程与自动化 M ECHA N ICAL EN GI NEER IN G & AU T O M A T IO N
文章编号: 1672-6413( 2009) 05-0084-03
No. 5 O ct.
Q 345D 钢高温力学性能试验研究
屈服强度随着温度的升高而降低。
( 2) 高温下( 500 ℃～750 ℃) , Q 345D 钢的极限 强度随着温度的升高而降低。
( 3) 屈服强度 Rs 、极限强度 Rb、弹性模量 E 所给 回归公式与试验值符合较好, 为矫直工艺的制定提供 了依据。
( 4) 在 500 ℃～750 ℃之间, Q345D 钢可以进行 矫直, 但应注意强化模量的选取。
2009 年第 5 期 徐义 波, 等: Q 345D 钢高温力学性能试验研究
·8 5·
0. 15 之前, 硬化现象比较明显, 随着温度的升高, 硬 化区减小, 在较小的应变范围内, 材料即达到极限强 度。在矫直工艺中, 当极限应变 Eb 与屈服应变 Es 的比 大于等于 5, 即Eb/ Es ≥5 时, 认为材料可以进行矫直。本
下材料的屈服强度。从图 3 中可以看出, 屈服强度随 线。通过对极限强度试验数据回归分析得到500 ℃～
温度的升高而降低。对于矫直来说, 屈服强度降低, 所 750 ℃温度水平下的回归公式:
需矫直力减小, 但由于高温时屈服平台消失, 出现硬
化现象。因此, 矫直时, 应注意硬化模量的选取。本
文通过 对屈服强度试 验数据回归分析 得到500 ℃～
2. 5 材料高温弹性模量随时间的变化规律 弹性模量反映了钢材抵抗变形的能力。如表 2 所
示, 温度超过500 ℃后, 材料的弹性模量急剧下降, 从 常温的181 GP a下降到54. 3 GPa。这说明, Q345D 钢 高温后抵抗变形的能力较差。但在500 ℃～750 ℃之
·86·
机 械 工 程 与 自 动 化 2009 年第 5 期
度较好。
图 3 Q 345 钢屈服强度 Rs 随温度变化曲线
2. 4 材料极限强度随温度的变化规律 从表 2 可以看出随着温度的升高, 材料的极限强
度明显降低, 500 ℃时极限强度从常温的680. 9 M Pa 降到431. 2 MP a; 在500 ℃～650 ℃之间极限强度随温
图 4 极限强度 Rb 随温度变化曲线
2 试验结果与分析 试验后, 根据金属材料力学性能测试的有关标准
整理数据得到屈服强度 Rs 、极限强度 Rb、弹性模量 E 值, 见表 2。
表 2 不同温度条件下试验所得材料的 Rs、Rb、E 温度( ℃) 20 500 550 600 650 700 750 Rs( M Pa) 345. 0 241. 4 233. 6 190. 9 160. 8 120. 7 99. 31 Rb( M Pa) 680. 9 431. 2 352. 0 282. 4 193. 7 141. 7 115. 7 E ( G Pa) 181. 0 54. 3 53. 3 50. 2 49. 5 50. 3 46. 7
究[ J] . 钢铁, 2006, 41( 5) : 73-77. [ 3] 丁发兴, 余志武, 温海林. 高温后 Q 235 钢材力学性能试验
研究[ J] . 建筑材料学报, 2006, 9( 2) : 245-249. [ 4] Sakumoto Y , Y amag uchi T , O hashi M , et al. Hig h-
f b ( H) = f b [ ( 3. 53×10- 6) H2 - ( 6. 34× 10- 3 ) H+ 2. 93] 。…………………………………………… ( 2) 其中: f b 为常温下材料的极限强度。
对式( 2) 与试验值进行统计分析得到回归公式的 相关性R 2= 0. 998 7, 表明回归公式的估计值与对应的 实际数据之间的拟合程度较好。
Experimental Research on High Temperature Mechanical Properties of Q345D Steel
XU Yi-bo, WANG Xiao-gang, FAN Ming, HAN He-yong, LIU Jian-yong
( T aiyuan U n iversi ty of S cien ce and Techn ol ogy, Taiyuan 030024, Ch ina) Abstract: T he pr opert ies of Q 345D steel w as st udied thro ugh tensio ning at r oo m temper atur e ( 20 ℃) , 500 ℃, 550 ℃, 600 ℃, 650 ℃ , 700 ℃ and 750 ℃ by G leeble 1500D , the mechanical pro per ties such as y ield streng th, ultimate st reng th, modulus o f elast icity at differ ent tem per ature w ere obtained by r eg ression analy sis. When t he temper ature increases fr o m 500 ℃ to 750 ℃, the values of y ield str eng th and ultimat e st rengt h decrea se, and the modulus of elasticity chang es little. Key words: Q 345D ; thermal simulatio n t ensile test; hig h-temper ature mechanical pr opert ies
图 5 材料弹性模量 E 随温度变化曲线
3 结论 ( 1) 高温下( 500 ℃～750 ℃) , Q 345D 钢的屈服
平台消失, 通过切线交点法屈服强度取值原则得到的
参考文献: [ 1] 崔甫. 矫直原理与矫 直机械[ M ] . 北京: 冶 金工业出版 社,
2 005 . [ 2] 吴光亮, 孙彦辉. CSP 板坯 ( Q 235B) 高 温力学性能 试验研
试验虽然 Eb 与 Es 的比值随着温度的升高而减小, 但其 比值都大于 10, 因此, 在500 ℃～750 ℃之间 Q345D 钢可以进行矫直。
图 2 高温下材料的应力 —应变曲线
2. 3 材料屈服强度随温度的变化规律
度的降低比较明显, 超过650 ℃之后极限强度的降低
图 3 为材料屈服强度随温度变化曲线, 由于高温 有所减小; 750 ℃时极限强度减小到115. 7 M Pa。由于
徐义波, 王效岗, 凡 明, 韩贺永, 刘建永
( 太原科技大学, 山西 太原 030024)
摘 要: 在 Gleeble 1500D 热力模拟试验机上, 对 Q 345D 钢在室温( 20 ℃) 、500 ℃、550 ℃、600 ℃、650 ℃、700 ℃、 750 ℃不同温度条件下进 行拉伸试验研究, 通过回归分析, 得出屈服强度 Rs、极限强度 Rb、弹性模量 E 等力学 性能随温度变化的规 律。在500 ℃～750 ℃之间, Q 345D 钢的屈服强度 Rs、极限强度 Rb 随温度升高而降低, 而 弹 性模量 E 的变化不大。 关 键词: Q 345D ; 热模拟拉伸试验; 高温力学性能 中 图分类号: T G142. 1+ 2 文献标识码: A
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0 引言 钢材在成型、运输、冷却及各种加工过程中常因
外力的作用、温度的变化及内力消长而发生弯曲或扭 曲变形[ 1] , 为了获得平直的成品必须对其进行矫直。而 材料的特性是矫直工艺研究的重要依据之一, 由于矫 直根据工艺要求通常可能在较高温度下进行, 因此, 研 究钢材高温下的力学性能对于矫直工艺的研究具有重
材料的屈服平台消失, 屈服强度的取值很难确定, 有 极限强度随着温度的升高而降低, 材料抵抗变形的能
效屈服强度的取值原则在国际上尚无统一标准, 因此, 本文用切线交点法[ 5] 屈服强度取值原则, 得到各温度
力较低, 因此在高温下进行矫直时应注意压下的控制, 避免出现裂纹。图 4 为材料极限强度随温度的变化曲
750 ℃ 条件下, 分 别进行拉伸试 验后得到钢材的 应 力- 应变曲线, 见图 2。由图 2 可见高温后在应力较小 时, 仍有一段近似弹性阶段, 但钢材的屈服平台已完 全消失, 没有明显的屈服极限。500 ℃时, 应变达到