超声冲击对30CrMnSiNi2A钢补焊接头显微组织和性能的影响

对30CrMnSiNi2A钢3次补焊接头焊趾区域进行超声冲击处理,通过组织观察、拉伸试验、硬度测试和残余应力测试等方法研究了超声冲击对补焊接头显微组织、力学性能和残余应力的影响。结果表明：超声冲击使得在距离补焊接头表面约100μm区域产生晶粒细化和塑性变形;由于超声冲击影响层的厚度与补焊件相比较小,因此超声冲击对补焊接头拉伸性能的影响不大;超声冲击使得补焊接头表面的显微硬度显著提高,这与补焊接头表面产生的晶粒细化和位错运动阻力增大有关;超声冲击可将补焊接头在多次补焊过程中累积的残余拉应力转化为残余压应力。     

超声冲击对厚板异种钢T型焊接接头组织与硬度的影响

在18,27μm冲击振幅下对Q420qD/20MnMoNb厚板异种钢T型焊接接头焊趾区进行超声冲击处理,分析了不同冲击振幅下焊趾处的显微组织、残余应力以及显微硬度,并与超声冲击前的进行了对比。结果表明：超声冲击处理后焊趾表层出现塑性变形层、大量位错及较高残余压应力,晶粒细化,硬度提高。当超声冲击振幅由18μm增至27μm,塑性变形层深度由约120μm增大至144μm,亚晶尺寸进一步细化至约25 nm,位错密度进一步增大至约2.48×10¹⁴ m^-2;表面残余压应力增大至约433 MPa,其影响深度增大至约1 410μm;表面硬度增大至约400 HV,硬化层深度增加至约900μm。     

喷丸处理对SAF2507铁素体-奥氏体双相不锈钢显微组织和残余应力的影响

对SAF2507铁素体-奥氏体双相不锈钢进行表面喷丸处理,采用X射线应力分析和衍射线形分析方法研究了喷丸对试验钢表面粗糙度、显微组织、残余应力的影响。结果表明:喷丸后铁素体相内位错较少,奥氏体相内出现大量位错缺陷,试验钢表面粗糙度增大,表层晶粒细化,显微畸变和位错密度增大;喷丸在试验钢的近表层引入了较高的残余压应力,奥氏体相和铁素体相中的最大压应力均出现在次表层,其值分别为915MPa和763MPa。     

选区激光熔化成形Inconel625合金的显微组织及力学性能

采用雾化方法制备了Inconel 625合金粉,利用选区激光熔化成形技术将该合金粉直接成形制备了金相、拉伸和冲击试样,研究了其表面残余应力、显微组织及退火前后的力学性能。结果表明:试样表面有少量微裂纹,内部存在少量碳氧夹杂物颗粒,显微组织均匀致密,由单一奥氏体相组成;退火前试样的表面残余拉应力为398 MPa,高于经1 140℃×2h退火处理后试样的(242 MPa),其平均屈服强度、抗拉强度、冲击功、断后伸长率和断面收缩率分别为743 MPa,1 043 MPa,139J,31.4%和49.6%,而退火处理后试样的屈服强度、抗拉强度降低,冲击功、伸长率和断面收缩率有所增加;退火前试样的拉伸和冲击断口均呈韧性断裂特征。     

新型Q-P-T工艺对Q690钢组织与性能影响的研究

研究了Q690钢经Q-P-T工艺处理前后的焊接性能。结果表明:采用相同焊料和焊接工艺,QPT690钢焊接接头的力学性能比Q690钢显著提高,QPT690焊接接头的屈服强度为537MPa,抗拉强度为676MPa,而Q690焊接接头的屈服强度为480 MPa,抗拉强度为642 MPa。显微组织观察得到,QPT690钢性能改善的原因是QPT690钢焊接熔合区及热影响区存在大量马氏体和残余奥氏体,使组织晶粒更加细化。对断口进行观察分析可知,QPT690钢焊接接头的强度高于Q690,其热影响区晶粒存在细化。研究了QPT690钢在300、350和400℃等3种不同回火温度时的焊接接头的拉伸性能、冲击韧性及硬度,并对组织进行观察和断口进行分析。结果表明,400℃左右中温回火可以使焊接接头获得良好的综合力学性能。     

400MPa级超细晶粒钢的力学性能

通过单轴拉伸、低温系列冲击和宽冷弯试验，对ANS400超细晶粒钢的力学性能及其组织性能关系进行分析研究。结果表明：ANS400超细晶粒钢的铁素体晶粒尺寸在3～5μm，且组织中有一定量的贝氏体，屈服强度可达430MPa以上，抗拉强度可达530MPa以上，具有优良的塑性和低温韧性。组织中贝氏体的存在使材料在提高强度的同时具有良好的加工硬化能力。     

07MnNiMoDR钢火灾后力学性能及组织研究(二)——拉伸性能

对07MnNiMoDR钢进行不同温度、保温时间和冷却速率的热处理来模拟材料的受火过程,对经历不同热处理后的材料进行了拉伸试验。结果表明,07MnNiMoDR钢受火后其拉伸性能急剧变化的温度临界值为650℃;当温度高于650℃时,07MnNiMoDR钢从有屈服变为无屈服现象;当温度低于临界值时,保温时间对拉伸性能影响不明显;在同一温度和保温时间下,水冷时的屈服强度和抗拉强度分别高于空冷时的强度;抗拉强度和硬度具有较好的线性关系。当温度高于临界值时,空冷下屈服强度和抗拉强度随温度升高而下降,850℃时屈服强度和抗拉强度分别下降到260MPa和550 MPa;水冷下抗拉强度随温度升高而增大,850℃时增大到775 MPa,而屈服强度随温度先下降后增大,800℃时达到最小值390 MPa,随之增大到850℃时的550 MPa。     

论渗碳钢中残余压应力的作用

本文研究结果表明,渗碳钢淬火形成的残余压应力对提高疲劳强度、多次冲击抗力、疲劳断裂韧性、宏观疲劳裂纹萌生与扩展寿命,降低疲劳缺口敏感性,和疲劳载荷抑制脆性等均起着主要的作用。表层材料强度或硬度与残余应力的相关性在于高的表层材料强度或硬度能减小残余应力的衰减,有助于发挥残余应力对疲劳性能的有利作用。长期以来对渗碳钢中微观组织和残余压应力作用的含混看法得到了澄清。     

变温循环相变超细化后00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的组织与性能

研究了00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢的变温循环相变晶粒超细化工艺及其细晶处理后的组织与力学性能。结果表明:经过变温循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至6μm,得到细小的等轴晶粒;马氏体板条被多个小马氏体簇切割成多段而碎化,使马氏体组织进一步细化;与传统高温固溶后时效处理工艺相比,经变温循环相变处理后钢的屈服强度提高170MPa,抗拉强度提高100MPa,伸长率提高了18%,断面收缩率提高13%。     

淬火加热速率对980MPa冷轧双相钢显微组织和力学性能的影响

用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机等研究了淬火加热速率对980 MPa双相钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：在5～150℃·s-1加热速率范围内加热后淬火时，随加热速率的增大，铁素体晶粒有细化的趋势，马氏体尺寸更加均匀，抗拉强度增加到1 300MPa后基本保持不变，其屈服强度和伸长率先增加后减小，当加热速率为100℃...     

7055-T7751铝合金预拉伸板内部残余应力分布评估

应用裂纹柔度法测量了7055-T7751铝合金预拉伸板的内部残余应力。结果表明,该板材内部残余应力近似呈外压内拉的"W型曲线"分布,其中,轧制方向最大残余拉应力约为31.3 MPa,最大残余压应力约为-23.7 MPa,宽度方向最大残余拉应力约为7.1 MPa,最大残余压应力约为-12.8 MPa。相比较于其他典型7×××系列铝合金预拉伸板,7055作为目前合金化程度最高、强度也最高的铝合金,在提高性能的同时,内部残余应力也相应提高,导致加工变形较大。     

X80钢超声表面滚压加工残余应力场的有限元模拟

建立了超声表面滚压加工(USRP)的接触分析模型,模拟了X80钢的USRP过程,分析了等效塑性应变和残余应力的分布,并将残余应力的模拟结果与实测结果进行比较。结果表明:X80钢经USRP处理后表层发生了剧烈的塑性变形,并产生了残余压应力;随着距表面的深度增大,表层的残余压应力逐渐减小,并转变为残余拉应力;残余压应力峰值和残余压应力层厚度随位移载荷增大而增大;X80钢表面残余应力的模拟结果的与实测结果的误差约为4.8%,验证了模型的可靠性。     

高温合金激光冲击强化数值模拟及其疲劳寿命预测

建立了激光冲击强化宏观有限元数值模型和细观参量演化数值模型,提出了激光冲击强化三维多尺度模拟方法,分析了激光冲击强化后Inconel 718高温合金残余应力、位错密度、晶粒尺寸的分布规律;考虑激光冲击强化所致残余应力和晶粒细化对疲劳寿命的影响,对Sines疲劳寿命准则进行修正,并进行了试验验证.结果表明:模拟得到试样表面光斑冲击范围内形成了不小于550 MPa的残余压应力,表层区域存在明显的位错增殖,局部晶粒尺寸可细化25％左右,模拟结果与试验结果基本吻合;采用修正Sines准则预测得到的疲劳寿命在3倍分散带内,说明该模型能够较好地预测激光冲击强化后Inconel 718高温合金的疲劳寿命.     

超声波冲击试验台设计

残余内应力会使残留位置产生翘曲》变形甚至开裂的情况.另外对于结构刚度》杆件稳定性》静载强度》疲劳强度》构件脆性也有一定影响.针对残余内应力,为了更好地研究超声冲击枪对零件内的残余应力消除机理,旨在设计超声波冲击试验台,从精度和功能两个方面研究分析研超声波冲击试验台的方案,并进行调试和实验.经实验测得:实验台的X和Y两轴定位精度高达5,超声冲击后材料表面晶粒显著细化.     

不同加工工艺对EA4T车轴表面性能的影响

对车削加工后的EA4T车轴进行打磨、滚压和超声滚压等工艺的表面强化处理,测量了经过不同工艺处理后车轴圆弧处的表面粗糙度、表面残余应力和表层硬度,对比观察了不同工艺处理后车轴的表面形貌和表层微观组织。结果表明:超声滚压处理的车轴圆弧表面光洁度最好,粗糙度值低至0.074μm;车轴圆弧处车削加工后表面轴向和周向残余应力都为拉应力,经过打磨、滚压和超声滚压处理后都转变为压应力,超声滚压处理后轴向残余压应力达到-770MPa;超声滚压处理车轴的表面硬度值最大,硬化层深度也最深;超声滚压处理后车轴表层微观组织最均匀,且细晶层的厚度最大。     

超声滚压处理提高30CrNiMo8钢疲劳性能可行性的研究

为了提高机车牵引电机轴的疲劳性能,对30CrNiMo8电机轴用钢进行了超声滚压强化处理。采用金相组织和表面形貌观察、表层硬度和残余应力以及疲劳极限测试等实验手段研究了精车加工试样分别经磨削和超声滚压处理后的表层组织、表面粗糙度、硬度和残余应力以及疲劳性能的变化规律。结果表明,超声滚压后试样表层产生了约300μm厚的变形层,距表面越近塑性变形程度越大,并在最表面产生了2～3μm厚的白亮层。与磨削处理相比,经超声滚压处理后试样的表面粗糙度Ra由精车的1. 886μm减小到1. 303μm,与磨削的1. 404μm相当;而表面硬度由350 HV增加到446HV,且随着距表面的距离增加而逐渐减小,其硬化层厚度约为300μm;而表层残余压应力由-249MPa大幅度提高到-838 MPa。超声滚压试样的疲劳极限比磨削试样的提高了约为33. 5%。此外,根据表面的粗糙度值,可以用超声滚压替代磨削这一工序。     

低成本780 MPa级热轧高强钢的组织与性能

采用热连轧机组和控轧控冷工艺轧制出780MPa级高强钢;并用光学显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验机等对其组织与性能进行了研究。结果表明:试验钢的组织主要为细晶铁素体和分布在铁素体晶界处的碳化物;试验钢的屈服强度为730MPa,抗拉强度达到790MPa,应变硬化指数和塑性应变比分别为0.12和0.85,达到了很好的强韧性匹配;细化的铁素体晶粒及尺寸细小的(Nb,Ti)(C,N)析出物有效提高了试验钢的强度。     

不同热处理对1Cr17Ni2钢材料性能及其应用的影响

研究两种不同热处理工艺对1Cr17Ni2钢材料性能的影响。通过相关的性能试验进行对比研究,试验包括抗拉试验、冲击韧度、应力腐蚀、常温拉伸疲劳、超声疲劳试验。研究结论为,对于1Cr17Ni2钢,使用相应于830MPa名义强度的热处理工艺,材料的综合性能优于名义强度为1080MPa的热处理工艺,这对在航空紧固件结构中合理选用1Cr17Ni2钢有实际指导意义。     

基于单颗粒作用模型的晶体材料研磨残余应力研究

为了明确激光晶体材料研磨表面残余应力形成机制,以典型的激光晶体材料YAG晶体为研究对象,利用大型有限元软件Ansys,建立了晶体元件研磨加工过程的单颗粒作用模型,研究了 YAG晶体材料的塑性特性,分析了研磨过程中磨粒机械作用对晶体表面残余应力分布的影响.结果表明,YAG晶体受单颗粒作用载荷18 mN时,晶体材料内部的残余应力主要表现为压应力(最大分布深度约3 μm),但在工件表层(深度＜150 nm)范围内为拉应力,且拉应力最大值超过材料拉伸极限强度,将诱导晶体表面形成微裂纹;当单颗粒载荷为2.3 mN时,晶体表面残余最大拉应力值小于材料拉伸极限强度,可以实现晶体材料塑性域加工去除.     

液氮温度下奥氏体不锈钢强度试验研究

为研究低温和预应变对奥氏体不锈钢强度的影响规律,以奥氏体不锈钢S30408为例,对母材和9%预应变材料进行了液氮温度下恒定速率的拉伸试验。研究表明:材料屈服强度和抗拉强度规律均符合正态分布;在95%可靠度和90%置信度的条件下,母材和9%预应变材料屈服强度的标准值分别为383 MPa和449 MPa,抗拉强度的标准值分别为1521 MPa和1535 MPa;低温能够显著提高材料的屈服强度和抗拉强度,而预应变能够有效提高材料的屈服强度,但对于抗拉强度基本没有影响;低温会降低材料屈强比,而预应变则会提高屈强比。