冲击磨料磨损中白层形成机制的有限元分析

 在实验室条件下对低碳高合金钢进行了冲击磨料磨损试验，然后运用ANSYS有限元分析工具，在虚拟环境下对该试验进行数字仿真，通过分析冲击磨损形貌、亚表层金相以及数字仿真所得到的冲击过程中材料的应力分布情况，讨论了试验中观察到的白层的形成机制和失效模式。结果表明，白层形成机制为强烈塑性变形机制。白层形成后在冲击磨损的作用下产生裂纹，裂纹在残余拉应力和表面切应力的作用下扩展，从而导致白层脆性剥落。     

高硅贝氏体钢的抗高应力冲击磨损特性

研究了两种硅含量贝低体钢的抗高应力冲击磨损性能与失效机制。实验结果表明，增加钢中硅的含量，可显著地提高贝氏体钢在高应力冲击条件下抗磨损性能。这是由于高硅钢的贝氏体组织中分布有较多细条状残余奥氏体，在高应力的冲击下，近表层内的残余奥氏体发生应变诱发马氏体相变，从而减轻了磨损表面白层的剥落失效。     

GDL 1钢表面摩擦磨损及其干扰层对疲劳寿命的影响

 在不同外加拉压疲劳载荷条件下,通过对磨损层厚度的控制,研究了旋转磨损载荷作用对试样疲劳寿命的影响,并观察了摩擦磨损载荷作用下疲劳裂纹在表层和次表层的萌生、扩展过程。由于表面摩擦磨损时形成的高应变梯度干扰层的存在,改变了小裂纹的形态和扩展方向,从而对疲劳寿命有显著影响。     

硅对贝氏体铸钢高应力冲击磨损性能的影响

研究了不同硅含量（0．7％－2．4％,质量分数,下同）贝氏体铸钢的抗高应力磨损性能和失效机制。结果表明：高效硅贝氏体铸钢的耐磨性能较低硅钢显提高,其磨损失重约是低硅贝氏体铸钢的1．2,这是因为硅使氏体铸钢在高应力冲击磨损下表现出不同的失效机制。低硅（0．7％）贝氏体铸钢由于韧性低、组织结构粗大及树枝晶的微区成分偏析,故材料抵抗冲击的能力很低,常在表面还未形成强烈变形层（白层）甚至变形层时,就在变形层和材料基体内产生裂纹并扩展,故低硅贝氏体铸钢的失铲方式为变形层和基体剥落机制。而硅含量为1．65－2．4％的高硅贝氏体铸钢,因脆性的渗碳体被韧性的残余奥氏体所代替,钢的韧性显提高,失效方式表现为白层的剥落机制。     

冲击磨损中合金结构钢的组织结构变化

利用自行研制的落球冲击磨损实验装置，在模拟球磨机的工矿条件下，研究了冲击磨损后样品的组织结构变化，实验结果发现，硬度较低的样品冲击磨损后产生了剧烈的塑性变形，甚至形成绝切的形变带，硬度较高的样品冲击磨损后得到了表面白层和亚表层白层，有时在样品表面下产生了白色块状组织，还利用透射电子显微镜观察了白层的形貌。     

稀土提高40Cr钢氮化层抗冲蚀磨损性能的研究

本文研究了在气体氮化渗剂中加入微量稀土元素对40Cr钢氮化层组织、韧性及抗冲蚀磨损性能的影响。试验结果表明稀土在氮化时被渗入到钢的表层起微合金化作用,改善了渗层组织。稀土氮化层的韧性和抗冲蚀磨损性能,较普通氮化层有明显提高。扫描电子显微镜对冲蚀磨损试样表面形貌观察发现,氮化层的磨损特征为塑性变形形成的犁沟剥落,并伴随着萌生横向裂纹,有大块磨屑剥落;而稀土氮化层则为塑性变形形成的犁沟剥落。     

冷轧搪瓷钢搪烧后氧化铁皮剥落原因分析

潮湿环境下服役的热水器内胆，其外层致密附着的氧化铁皮能对钢基体起到保护作用，而外层氧化铁皮的不连续性剥落，易引起局部腐蚀，降低整个内胆使用寿命。对热水器内胆外层氧化铁皮进行分析，结果表明造成内胆外层氧化铁皮剥落的原因是搪瓷钢热轧原料卷表层粗晶遗传，导致冷轧搪瓷钢板表层粗晶，局部存在的表层粗晶在潮湿大气环境下高温搪烧，其氧化铁皮结构中，较疏松的FeO层较厚，在冷却过程中，应力作用发生裂纹扩展，造成氧化铁皮剥落。     

25G客车轮踏面缺陷原因分析

２５Ｇ特快客车同时装用巴西和马钢的车轮，均出现横向裂纹、剥离、剥落等缺陷。对三个缺陷车轮进行分析发现，在踏面表层都发现马氏体组织，热裂纹源于马氏体的微裂纹，近表层区域的应力状态决定了热裂纹的扩展形态，热裂纹扩展的结果导致剥离、剥落缺陷的出现。     

激光冲击喷丸对2195铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响

研究了激光冲击喷丸(LSP)对2195铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响。研究结果表明激光冲击处理后,2195铝锂合金表层晶粒细化到纳米量级,多次冲击能使表层晶粒进一步细化。残余应力测试结果表明激光冲击喷丸能够引入残余压应力,多次冲击后残余压应力数值更大。此外,应力腐蚀实验结果表明激光冲击喷丸能够有效提升2195铝锂合金的抗应力腐蚀性能。在应力腐蚀环境中,激光冲击喷丸诱生的表层残余压应力和晶粒细化层能够阻碍裂纹的萌生和扩展,防止应力腐蚀断裂。     

金属间化合物TiAl合金的缺口断裂机制研究

通过TiAl基合金两种组织的四点弯曲断裂实验，研究了TiAl基合金的缺口断裂机制。实验结果表明：缺口试样的断裂过程为几个沿层裂纹直接起裂于缺口根部，并沿着缺口根部的层间扩展；当遇到位向不利的晶粒时，裂纹便停止在这一晶粒前方，随着外加载荷的增加，即应力的增加，裂纹彼此连接并通过穿层裂纹而扩展；裂纹尖端超钝化、裂纹分叉、沿着层间偏转，形成显微裂纹区，裂纹停在障碍晶粒前的边界上为这种材料的韧化机制；裂纹扩展的驱动力是拉伸应力，缺口的存在增加了缺口前沿或者裂纹尖端的应力。     

Effect of RE Modification and Heat Treatment on Impact Fatigue Property of a Wear Resistant White Cast Iron

Withhigherhardnessandbetterwearresistance ,whitecastironscanbeusedaswearresistantpartsinmanyfields .Inpractice ,thewearresistantpartsareoftenrequiredtobesubjectedtogrindingofabrasivesandrepeatedimpactaction .Therefore ,fatiguecracksareliabletobegeneratedo…     

High stress abrasive wear mechanism of LM13-SiC composite under varying experimental conditions

An attempt has been made to understand the mechanism of material removal during two-body abrasive wear of Al-alloy (LM13)-SiC composite under varying experimental conditions through the wear surface and subsurface examination. It has been noted that the mechanisms of material removal during the wear process are primarily cutting and plowing, which lead to formation of continuous wear grooves. In the composite, SiC particles act as protrusions over the surface and protect the matrix from wear. But at higher applied load, coarser abrasive size, and larger sliding distances, some of the SiC particles get fractured into fine particles and scooped off from the wear surface leading to a higher wear rate. The subsurface studies show severe plastic deformation and finally formation of a mechanically mixed layer (MML) over the plastically deformed zone. The MML gets fractured during the wear process and finally removed by the formation of lateral and transverse cracking. The cracks are generally initiated at the interface of MML and the plastically deformed zone and propagate along the weaker region in MML. The material removal mechanism has been schematically presented in order to have a better understanding.     

冲击载荷对10Mn钢磨损性能的影响及耐磨机制分析

通过水韧处理配合450℃时效热处理工艺,研究10Mn钢在2和5 J冲击载荷下耐磨性能.结果表明,10Mni钢在5J冲击载荷下失重量更少,加工硬化的速率更快,并且在不同冲击载荷下磨损失重量都出现了周期性变化.磨损表面SEM结果表明,表面存在犁削磨损、凿削磨损、裂纹.通过XRD数据对亚表面奥氏体和马氏体体积分数进行定量计算...     

不同表面处理条件下身管烧蚀研究

通过模拟发射试验对表面镀铬、氮碳共渗两种表面处理条件下的身管进行了烧蚀模拟测试,研究在模拟工况下身管烧蚀情况.镀铬身管由于镀铬层固有的脆性,且受到高温高压火药气体的冲击作用,铬层内易产生显微裂纹,裂纹扩展至铬层与基体界面处,并沿着镀层与基体界面扩展,从而导致镀层剥落.氮碳共渗身管在烧蚀过程中,表面产生大量较深且较宽的裂纹,裂纹直接贯穿到基体使基体严重地被火药燃烧气体腐蚀,从而导致身管失效.在上述研究基础上,提出了两种不同处理方式下身管的失效模式.      

X70管线钢DWTT试样的分层裂纹及其断口评价

通过对管线钢不同温度的落锤撕裂试验和微观断口分析,研究了DWTT试样断口的分层裂纹及其对断裂的影响.结果表明,分层裂纹是受力变形时管线钢内部的薄弱界面受到三维应力作用的结果.分层裂纹出现于主裂纹起裂或加速之前,裂纹稳定扩展或减速时不会产生新的分层裂纹.分层裂纹的数量、张开程度和分层裂纹间距与主裂纹起裂或加速时的应力状态有关,而分层裂纹的长度与裂纹扩展时裂尖的应力状态有关.分层裂纹表面为解理形貌,解理面较大.韧脆转变温度以下的脆性断裂断口或韧脆转变温度附近混合型断口的脆性断裂区,不出现分层裂纹,仅在韧性断口或断口的韧性区出现宏观分层裂纹.研究表明,产生分层裂纹处的断口,分层裂纹无论是三角形分布或是其它形状分布,该区域均应评价为韧性.     

热轧中锰马氏体耐磨钢的冲击磨损行为

 利用MLD-10型动载磨料磨损试验机,系统研究了热轧中锰马氏体耐磨钢在1、2.5和5 J冲击能量作用下的冲击磨料磨损行为,并与Hardox450钢进行了比较。借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和布氏硬度计等设备分析了试验钢的组织、力学性能及磨损表层、亚表层,并探讨了其磨损机制。研究结果表明,试验钢的显微组织为板条马氏体,与Hardox450钢相比,其布氏硬度更高,-40 ℃下的冲击吸收能量更低,分别为503HB和15.3 J。相同工况条件下,试验钢的磨损失重明显小于Hardox450钢,且基于有效磨损时间修正后的磨损率均随着冲击能量的升高,呈现出先增大后减小的趋势。当冲击能量为2.5 J时,磨损率最大,磨损失重量最多。原因在于,冲击能量较低时,试验钢的磨损主要以犁沟为主,并伴随着少量的磨粒嵌入,磨损失重较少;当冲击能量为2.5 J时,磨损表面的切削加剧,且塑性变形造成大量磨粒嵌入基体,导致应力集中,并在反复冲击过程中产生疲劳裂纹,随后扩展至试验钢表面,形成疲劳剥落,磨损亚表层出现明显剥落坑,失重显著增加;当冲击能量为5 J时,磨损表面塑性变形增加,加工硬化显著,疲劳磨损占据主导,磨损表面硬度较高,犁沟和磨粒嵌入较少,磨损亚表层更为平整均匀,失重反而减少,磨损率下降。