瞬态热载荷下身管热防护涂层表面开裂行为

火炮身管在服役中受剧烈瞬态热载荷作用,对身管热防护涂层表面裂纹的形核与扩展有重要影响。为探究不同热力学参数和几何参数对镀铬层-钢基底系统表面裂纹在瞬态热载荷下扩展的影响,进行含周期性表面裂纹镀铬层-钢基底系统在瞬态热载荷作用下的裂纹扩展行为研究。结果表明:随对流强度增大,涂层内瞬态热应力增大,表面裂纹扩展驱动力提高;随裂纹长度增加,裂尖能量释放率峰值先增后减;裂纹间距越大,裂尖能量释放率越大。表面裂纹能量释放率越大裂纹越易扩展,引起防护层开裂并过早剥落,降低身管寿命。     

某型舰炮身管表面锈蚀机理

针对舰炮身管表面镀铬层出现剥落、散在无规则及深浅不均的锈坑现象,对舰炮身管表面锈蚀机理进行 研究。通过对样件锈蚀表面宏观形貌及微观腐蚀形貌观察,结合锈蚀坑分布规律统计分析,得出镀铬层的开裂剥落 是造成身管锈蚀的根本原因。实验结果表明：腐蚀介质抵达基体界面,形成锈蚀源,其中氯离子起到先锋作用;镀 铬层鼓泡以及蚀坑扩张时的铬层断裂,均为固支弯曲断裂模式。该研究可为舰炮身管表面防腐蚀及锈蚀修复方法提 供参考依据。     

基于铬层与基体结合部疲劳损伤的转管机枪身管寿命预测研究

为预测身管寿命,采用热-固耦合场理论、冲击疲劳理论和疲劳累积损伤理论,提出基于身管铬层与基体结合部疲劳损伤的身管寿命预测方法。以3管转管机枪的身管寿命为例,建立有限元模型,计算铬层与基体结合面的耦合应力,预测身管寿命,理论计算与试验结果进行了对比,数据基本吻合;分析身管镀铬层厚度对身管寿命的影响。研究结果表明：铬层与基体结合部的疲劳损伤寿命基本决定了身管的寿命,证明所提寿命预测方法是可行的;适当增加镀铬层厚度,可以提高身管寿命。     

激光毛化对镀铬层结晶位向及摩擦磨损性能的影响

针对激光毛化提高镀铬层硬度和耐磨性的现象,采用X-衍射测试不同状态铬层晶粒位向,利用晶粒密排面的排列位向定性分析铬层织构改变情况。结果表明,基体经毛化处理产生的高密度位错和表面形貌改善了电镀铬层织构,是使铬层硬度、耐磨性能提高的重要原因。     

粉末冶金BeAl合金相界面裂纹微观应力场有限元分析

采用ANSYS有限元软件分析微观状态下粉末冶金铍铝合金裂纹沿铍铝两相界面分布时,拉伸与压缩两种情况下铍颗粒与铝基体界面处的应力场分布,定性讨论裂纹扩展延伸的机制以及对界面脱粘和屈服变形的影响。研究结果表明:裂纹形成后,对界面应力场的影响只局限在裂纹所在的微小区域内,远处的影响极小,裂纹尖端有明显的应力集中现象;在拉伸应力场中,裂尖处铝基体一侧σ1与σvon同时达到最大值,在强应力的作用下,裂纹极易沿铍铝相界面铝基体一侧失稳扩展,与实验结果基本一致;在压缩应力场中,裂尖处铝基体的σvon较之铍颗粒变化明显,屈服变形更容易在基体一侧发生。     

镀铬坦克炮管的失效分析

<正> 澳大利亚研究人员对一寿终(速度和精度下降)镀铬坦克炮管进行了失效分析。在膛内轴对称部位发现局部铬层剥落现象,原因似乎是原先存在于镀层内贯穿至基体钢表面的微裂纹的扩展所致。而发射过程中某些弹的铜弹带的残铜又被挤进这些微裂纹,最     

激光强化对镀铬层结合性能的影响

采用无粘胶膜层结合力测试方法对镀铬层的结合性能进行定量测试。结果表明,钢基体经高重频激光强化处理改善了原基体状态铬层断面的瓷状形貌,断面粗糙,抗破坏能力提高。对两种状态铬层的破坏抗力差异和端面形貌特征的形成原因进行了分析。     

基于激光熔覆与表面堆焊工艺锤头组织性能对比研究

采用表面堆焊和激光熔覆两种工艺对精锻机锤头进行表面处理,利用光学金相显微镜、硬度测试仪等手段,研究锤头的微观结构与界面特征,测定层深,对锤头做性能分析,研究对比两种工艺锤头的理化性能。结果表明:表面堆焊锤头对基体的热影响层厚达4.65 mm,界面处基体晶粒长大,硬度较低;而激光熔覆技术对基体影响较小,热影响层厚为1.71 mm,界面处晶粒变化不大,工作层硬度最高达到64.0HRC,在界面结合处硬度实现了平稳过渡。     

界面对Al_2O_3短纤维/Al-12Si复合材料断裂的影响

利用透射电镜拉伸台技术对Ａｌ２Ｏ３基复合材料的动态断裂行为进行原位观 察。实验结果显示,Ａｌ２Ｏ３短纤维增强Ａｌ－１２Ｓｉ复合材料在断裂行为的细节上与其它Ａｌ基 复合材料有所不同,它除在基体中可萌生微裂纹并扩展外．纤维／基体界面也是重要的裂纹源 及扩展路径,同时还发现裂纹在纤维薄弱处形核、扩展引起纤维断裂。导致这一结果的原因 可能在于,一是纤维／基体界面结合较弱,增加了界面开裂的几率,二是该复合材料纤维平均 长度大于其临界纤维长度,外加载荷可有效地从基体通过纤维／基体界面传递到纤维上来,当 纤维存在结构缺陷时会引起纤维的破坏。     

堆焊界面特征与裂纹形成之间的关系研究

运用扫描电子探针对三牙轮钻头牙掌堆焊面特征和裂纹的特征进行了分析，并采用X－射线衍射仪测定了试件的残余应力，结果表明，堆焊层界面缺陷是造成裂纹形成的主要原因。堆焊层表面拉应力导致裂纹的进一步产生与扩展，建议在堆爆工艺和热处理工艺中采取措施尽可能减少应力。     

炮钢的K_（IC）与炮管的安全性

测出了两类炮钢的断裂韧性Ｋ_（ＩＣ）及其随温度变化的系统数据，并由三维有限元、位移法分析求解作为研究对象的某火炮身管高膛压区内表面裂纹前沿的应力强度因子Ｋ_Ｉ数值，以Ｋ_Ｉ＝Ｋ（ＩＣ）作为临界状态的判据，判定了身管射击使用安全性。结果表明，炮管射击安全性随炮钢Ｋ_（ＩＣ）的降低和使用温度的降低而降低。故在炮管设计中，除强度外，应对炮钢常、低温韧性提出定量要求。改善炮钢韧性是提高炮管使用安全性的重要途径之一     

端羟基聚丁二烯推进剂/衬层脱粘的断裂机理与断裂能获取研究

推进剂/衬层界面脱粘是破坏固体火箭发动机装药结构完整性的主要形式之一。采用双悬臂夹层梁实验对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂/衬层粘接界面的I型断裂进行研究,实验观察到裂纹尖端存在包含孔洞和纤维的银纹损伤区,裂纹萌发和扩展本质上是局部银纹萌生、面增厚和微纤断裂。界面脱粘的失效机理则是尖端近处孔洞的形成和合并,典型的界面失效模式包含胶黏剂的内聚破坏、界面破坏和混合破坏。裂纹稳定传播时,裂尖的损伤区形状与外界对其施加的约束有关。采用有效裂纹长度的概念可以修正裂尖塑性变形和钝化的影响,较为准确地获取了I型断裂能。     

某机枪枪管內膛损伤特征

为了探明某机枪枪管损伤特征,分析其失效机制,开展了寿命射击试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和量规对枪管内膛表面进行观察和测量。结果表明,从枪尾至枪口Cr层主要损伤方式为由剥落向磨损转变,根据这个特征,寿终枪管沿轴向可分为剥落区、过渡区和磨损区。从剥落区至磨损区,膛线起始损伤从阴线逐渐向阳线转变。剥落区和磨损区的损伤速率均较高,而过渡区的损伤速率相对缓慢。在剥落区,射弹量为全寿命的27%时阴线出现大块Cr层掉落,射弹量为全寿命的55%时Cr层已完全剥落。在磨损区,射弹量为全寿命的7%时阳线导转侧已发生明显磨损,射弹量为全寿命的7%增至14%时内径从12.69 mm升至12.75 mm.     

Research on Effect of Adding Nanomaterial to Propellant on Gun Barrel

The barrel lifes of three small caliber rifles were tested by using the propellant with nanomaterial and the standard propellant respectively. The test results show that the service life increases observably due to adding nanomaterial to the propellant. Then, the influence of the nanomaterial on the tube was researched by splitting the two barrels tested and detecting their inner surfaces. It was found that the erosion of the barrel bore is reduced observably by using the propellant with nanomaterial. And it makes the volume and the size of the gun chamber change less. Therefore, the barrel life can be prolonged by adding the nanomaterial in the propellant.     

火炮身管内表面激光强化处理技术研究

研究了激光用于火炮身管的内表面硬化处理问题,对实施工艺作了有意义的探讨,而且提供了对身管材料激光处理的实验数据,为激光热处理用于火炮提高身管的使用寿命进行了有益的工作。     

12.7 mm机枪枪管损伤演变规律及其与椭圆弹孔关系

为探明12.7 mm大口径机枪枪管损伤演变规律及其对椭圆弹孔的影响,开展了寿命射击试验研究.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、内窥镜和口径量规对枪管进行观察和测量,得到枪管内膛在寿命周期内的损伤规律.结果表明:12.7 mm机枪枪管损伤存在3个典型区域,分别是线膛起始部位、高膛压区部位、枪管口部;这3个区域损伤速率和方式...     

激光熔铸修理航空铝合金LY12CZ组织与疲劳性能

为修复腐蚀损伤的飞机铝合金构件,使用铝基稀土合金粉末,对预置模拟腐蚀损伤的铝合金(LY12CZ)试样进行激光熔铸修复,分析试样修复后熔铸层的显微组织结构,并对熔铸修理试样和无损试样进行疲劳对比试验。结果表明:熔铸层内为尺寸较小的等轴晶粒,尺寸为3~4μm;靠近熔铸界面处为具有定向凝固特征的柱状枝晶,晶轴垂直于界面,轴向尺寸可达30~40μm;激光熔铸修复的试样疲劳性能较完好试样大幅下降,主要原因为熔铸层内的熔铸加工缺陷形成了裂纹源,熔铸层底部的柱状枝晶具有较强的应力开裂倾向,熔铸残余拉应力加速裂纹的萌生与扩展。