� 提高强度、硬度和耐磨性(整体硬化、表面硬化) � 提高延展性和柔软度(回火、再结晶退火) � 提高韧性(回火、再结晶退火) � 获得细小晶粒(再结晶退火、完全退火、正火) � 消除由冷加工、铸造和焊接过程中高温不均匀冷却引起的差异变形引起的内部应力(消除应力退火)
在过去的三十年中,这些等级的机械性能几乎没有变化,但化学分析已经进行了调整以提高缺口韧性。此外,ABS 要求所有厚度的 CS 和 E 级以及 1.375 英寸以上的 D 级进行正火处理,以进一步提高缺口韧性。B、D 和 E 级需要在 0°F 和 -40°F 之间的温度下进行夏比试验。请注意,曾经常用的沸腾钢现在已被禁止,但 1/2 英寸以下的 A 级除外。
本文主要研究循环波形、频率 (f)、载荷水平和微观结构对 da/dN 与 ΔK 对数-对数图中巴黎地区现代正火轧制 (NR) 和热机械控制工艺 (TMCP) 铁素体-珠光体钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率 (CFCGR) 的敏感性。在频率为 0.2 Hz、0.3 Hz 和 0.5 Hz 以及应力比为 0.1 的情况下使用恒幅正弦波 (si) 和梯形波形(本文中通常称为保持时间 (h-t))。还比较了海水 (SW) 中 si 和 h-t 下 S355 TMCP 钢中的裂纹路径。还讨论了微观结构在延缓或加速 SW 中疲劳裂纹扩展中的作用。实验结果表明,在所有检查的载荷水平和频率下,与 si 相对应的 CFCGR 都高于 h-t 的 CFCGR。观察发现,f 和疲劳载荷水平的降低会增加 h-t 的 CFCGR,但对 si 几乎没有影响。通常,0.2–0.5 Hz 范围内的 f 影响很小;对于给定的 f,载荷的增加会导致 CFCGR 降低,在巴黎地区 (PR) 中,对于 SW 中的 si 和 h-t 都是如此。在 si 和 h-t 下,TMCP 钢(例如 S355G8 + M、S355G10 + M)的 CFCGR 低于正火钢(例如 S355J2 + N)。对腐蚀疲劳试样断裂表面的冶金分析表明,主活性裂纹尖端钝化过程是控制的主要因素
在这些标准下,我们开展了一项探索性计划,以表征普通强度造船钢(即 ABS A、B、C、D、E 和 CS 级)的动态断裂韧性。试验材料(板材)从几个造船厂和钢厂随机获得,以表征当前炼钢产品的特性。断裂韧性趋势通过落锤试验(NOT,l-in)定义。DT 和标准夏比 V 型缺口试验,并将观察到的韧性特征与拟议的韧性标准进行比较。发现 ABS A、B 和 C 级非热处理板材的韧性不足以满足合理的断裂韧性要求。另一方面,发现 ABS C、D、E 和 CS 级正火板材表现出改善的韧性趋势,在大多数情况下可以满足拟议的要求。
ME 201 动力学 (3-0-3) 粒子直线和曲线运动的运动学。粒子和粒子系统的动力学。刚体的旋转和平面运动的运动学。功和能量关系。冲量和动量原理。平面运动中的刚体动力学。先决条件:CE 201。ME 203 热力学 I (3-0-3) 系统和控制体积概念。纯物质的性质。功和热。应用于系统和控制体积的热力学第一定律、内能、焓。热力学第二定律。卡诺循环、熵、可逆和不可逆过程。稳态、稳流、均匀态、均匀流和其他过程的应用。先决条件:MATH 102、PHYS 102 ME 204 热力学 II (3-0-3) 蒸汽动力循环、兰金循环、再热循环和再生循环。麦克斯韦关系、理想气体和真实气体、状态方程、广义图表。气体-蒸汽混合物、湿度图、理想溶液。化学反应。燃料和燃烧过程。先决条件:ME 203。ME 205 材料科学(针对非 ME 学生)(2-3-3)工程材料特性简介:机械、电气和化学。晶体学基础。固体中的杂质和缺陷。原子振动和扩散。单相金属和合金;弹性和塑性变形、再结晶、断裂、疲劳和蠕变。多相材料;重点是铁-铁碳化物系统的相图。热处理工艺,如退火、正火和淬火。广泛使用的工程材料的研究;钢铁、塑料、陶瓷、混凝土和木材。先决条件:CHEM 102、MATH 102 ME 210 机械工程制图与图形 (2-3-3) 通过研究正交投影对机器部件和组件进行图形解释,包括辅助视图;剖面图和全尺寸标注;将设计说明转化为详细图和装配图;绘图惯例,包括焊接件、管道、参考和表面光洁度符号;根据设计要求选择公差。先决条件:无 ME 216 材料科学与工程 (3-0-3) 固体中的原子键合、键合力和能、一次键和二次键。固体中的杂质和缺陷:点、线和界面缺陷。晶体结构、晶格、晶胞和晶体系统、密度计算、晶体方向和平面、线性和平面原子密度。原子振动和扩散。材料的机械性能。弹性和塑性变形和再结晶。单相和多相材料的相图,重点是铁-铁碳化物系统(钢和铸铁)。金属和合金的热加工:退火、正火、淬火和回火、复合材料、聚合物。冲击、断裂、疲劳和蠕变特性以及断裂力学简介。先决条件:CHEM 101、MATH 102、PHYS 102 和共同要求:ME 217
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的实验构建方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁-铁碳系统的影响、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的构建实验方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁的影响-铁碳系统、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
