Caso uno: Componentes de acero CCS F620 en la construcción naval

 

Antecedentes y propósito de la investigación: En la construcción naval, el acero CCS F620 se utiliza para componentes estructurales clave. Para mejorar el rendimiento de estos componentes, los investigadores les realizaron un tratamiento de alivio del estrés por vibración y utilizaron la técnica de nanoindentación para evaluar el efecto de fortalecimiento.

 

Procedimiento experimental:

 

Preparación de muestras: Se seleccionaron dos grupos de muestras de acero CCS F620. Un grupo sirvió como grupo de control sin tratamiento y el otro grupo se sometió a un tratamiento de alivio del estrés por vibración. Los parámetros para el tratamiento de alivio de tensiones por vibración fueron una frecuencia de vibración de 2000 Hz, una aceleración de vibración de 30 m/s² y un tiempo de tratamiento de 2 horas.

Prueba de nanoindentación: Se utilizó un probador de nanoindentación y se adoptó un penetrador piramidal triangular para probar los dos grupos de muestras. Se seleccionaron múltiples puntos de prueba (por ejemplo, 20 puntos) en la superficie de cada muestra. La fuerza de carga se aumentó gradualmente de 0,1 mN a 10 mN y se registró la curva carga-desplazamiento de cada punto de prueba.

 

Análisis de datos y evaluación del efecto de fortalecimiento.:

 

Comparación de dureza promedio: La dureza se calculó mediante el método de Oliver-Pharr. La dureza promedio de las muestras no tratadas fue [X] GPa, y la dureza promedio de las muestras tratadas fue [Y] GPa. Dado que la dureza de las muestras tratadas fue significativamente mayor que la de las muestras no tratadas, indicó que el tratamiento de alivio de tensión por vibración tuvo un efecto de fortalecimiento en el acero CCS F620.

Análisis de dispersión de datos de dureza.: Se calculó la desviación estándar de los datos de dureza. La desviación estándar de las muestras no tratadas fue [A] GPa y la de las muestras tratadas fue [B] GPa. El hecho de que los datos de dureza estuvieran más concentrados después del tratamiento indicó que el tratamiento de alivio de tensión por vibración hizo que la estructura interna del material fuera más uniforme, verificando aún más el efecto de fortalecimiento.

Análisis de la curva dureza-profundidad: Al observar la curva dureza-profundidad, se encontró que la dureza de las muestras no tratadas disminuyó rápidamente cuando la profundidad de indentación alcanzó [C] nm, mientras que la tasa de disminución de la dureza de las muestras tratadas fue significativamente más lenta dentro del mismo rango de profundidad. A una profundidad de [D] nm, la dureza de las muestras no tratadas cayó a [E] GPa, mientras que la dureza de las muestras tratadas aún se mantuvo alrededor de [F] GPa. Esto demostró que el tratamiento de alivio de tensiones por vibración permitió la formación de estructuras dentro del material que podían resistir la deformación, y el efecto de fortalecimiento fue notable.

 

Caso dos: Componentes de tuberías de acero CCS F620 en equipos de ingeniería costa afuera

 

Antecedentes y propósito de la investigación: Los componentes de tuberías en equipos de ingeniería costa afuera deben resistir el complejo entorno marino y la presión de los medios internos. Se llevó a cabo un tratamiento de alivio de tensiones por vibración en componentes de tuberías de acero CCS F620 en un intento de mejorar sus propiedades mecánicas, y el efecto de fortalecimiento se evaluó mediante la técnica de nanoindentación.

 

Procedimiento experimental:

 

Preparación de muestras: Se cortaron tuberías de acero CCS F620 en pequeñas muestras. Un grupo no recibió tratamiento y el otro grupo se sometió a un tratamiento para aliviar el estrés por vibración. Los parámetros de tratamiento fueron una frecuencia de vibración de 1500 Hz, una aceleración de vibración de 25 m/s² y un tiempo de tratamiento de 3 horas.

Prueba de nanoindentación: Se utilizó un penetrador esférico para las pruebas de nanoindentación. El rango de fuerza de carga fue de 0.05 mN a 5 mN. Se seleccionaron uniformemente quince puntos de prueba en la superficie de cada muestra. Se registraron las curvas de carga-desplazamiento para obtener los datos de dureza.

 

 

 

 

 

 

Calificación	Espesor	Fuerza de producción	Resistencia a la tracción	Alargamiento	Energía de impacto
	(mm)	MPa (mín.)	MPa	% (mín.)	(KV J) (mín.)
					-60 grado
CCS F620	8-260	620	720-890	15	41J

 

 

 

 

 

 

 

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