超声冲击对TC4钛合金组织和性能的影响

对TC4钛合金试样表面进行超声冲击强化处理。利用维氏显微硬度仪测量冲击后沿截面方向硬度分布,利用扫描电子显微镜观察经超声冲击后组织变化,利用X射线衍射仪测定冲击后表层晶粒尺寸和微观应变。试验结果表明,经超声冲击后,TC4钛合金的组织和力学性能发生了显著变化。随着冲击功率的增大．显微硬度显著提高,表层晶粒细化并产生一定数值的微观应变。     

冲击强化对304奥氏体不锈钢拉伸性能的影响

选用304奥氏体不锈钢进行喷丸强化和表面机械研磨等硬球冲击强化。采用X射线衍射和透射电子显微分析技术测定304奥氏体不锈钢冲击强化形成的微观组织结构变化,并进行室温下的拉伸实验,研究冲击强化对微观组织与拉伸性能的影响。结果表明:冲击强化导致奥氏体转变为马氏体,而且表层晶粒明显细化,这提高了屈服强度和抗拉强度等拉伸性能。     

0Cr18Ni9Ti钢焊接接头表面纳米化及接头抗H2S应力腐蚀性能的研究

为了提高不锈钢焊接接头的组织均匀性及其抗H2S应力腐蚀性能,采用超音速颗粒轰击(Supersonic Particles Bombarding缩写为(SSPB))技术对0Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头表面进行处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.利用X射线应力衍射仪对纳米化后的式样进行残余应力分析,抗硫化氢应力腐蚀试验按照GB4157-84标准执行.结果表明,经超音速颗粒轰击处理可以使样品表层晶粒细化至纳米量级,表层晶粒尺寸平均为10.4 nm,而且表层组织得到均一化.试验证实抗H2S应力腐蚀性能得到显著提高.     

HRXRD研究SiN盖帽层在Si中引入的应变

为了研究SiN盖帽层在Si中引入应变的机理与控制,利用高分辨X射线衍射(HRXRD)技术分析了si中应变的各向异性以及与盖帽层厚度的关系.研究发现,盖帽层厚度低于300nm时,应变量与厚度呈近线性关系,随后增加趋缓,最终达到一饱和值;同时,应变在不同晶向表现出明显的各向异性,表层应变Si与未应变Si衬底在(004)晶面上的衍射峰重叠在一起,而(111)晶面的2个衍射峰可明显地被分离,且倾角对Si衬底衍射峰半高宽具有明显的展宽.     

机械球磨3%C-Cu复合粉末的微观组织

为了获得具有良好微观组织的C-Cu复合粉末,以利于后续的压制、烧结和挤压等工艺,用机械球磨方法制备了3%C-Cu(质量分数)复合粉末.运用扫描电镜、背散射和X射线衍射等分析手段研究了该复合粉末的微观组织随球磨时间的演变规律.实验结果表明,随着机械球磨时间的增加,Cu颗粒由树枝状转变为层片状、块状,最后转变为近球形.球磨2 h,复合粉末中的石墨衍射峰消失.随着球磨的进行,复合粉末中Cu的微观应变逐渐增大.经3 h的机械球磨获得了晶粒尺寸约为20 nm的Cu纳米晶,说明该方法可以有效地细化晶粒组织.     

超声冲击诱发表面纳米化及其对表面完整性的影响

采用不同超声冲击参数处理SMA490BW钢,研究了冲击后试样在低、高倍下的微观组织特征、残余应力及硬度分布等表面完整性能的变化。实验结果表明,经过超声冲击表面处理后,样品表面层晶粒细化为纳米晶,平均晶粒尺寸约为30nm;并在试样表层引入残余压应力,数值最大约为255.5MPa;超声冲击对SMA490BW钢表面能够起到明显的强化作用,与未经处理的试样相比,处理后试样表面硬度最大提高了约66.7%。超声冲击强化处理改善SMA490BW钢的表面完整性的效果与冲击电流、冲击时间之间的关系不遵循单调变化规律,超声冲击参数为20min/1.5A时,试样具有较好的表面完整性,冲击影响层深度约为320μm。     

强流脉冲电子束表面处理对不锈钢316L耐蚀性能的影响

利用"Nadezhda-2"型强流脉冲电子束装置,以奥氏体不锈钢316L为实验材料,分别通过金相显微镜、X射线衍射、电子探针及电化学腐蚀仪等手段对处理后的样品进行组织分析和性能测试.结果表明,处理材料表层微晶粒尺寸明显细化(纳米化),同时形成显著的(111)晶面择优取向,表面层成分分布趋于均匀.上述脉冲强流电子束轰击诱发的材料组织、结构及成分分布变化构成不锈钢316L耐蚀性能提高的主要原因.     

超音速微粒轰击38CrSi钢表面纳米化的研究

采用超音速微粒轰击技术(Supersonic Fine Particles Bombarding,SFPB)对调质态合金钢38CrSi进行表面纳米化处理;利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析技术研究不同工艺条件下表面纳米化层的微观组织结构特征.结果表明:经SFPB处理后,材料表层组织严重细化,并形成了纳米结构层(晶粒尺寸＜100nm),随处理时间的延长,最表面纳米晶的尺寸变化不大,纳米结构层的厚度有所增加;当处理时间为240s时,在最表面层形成了平均晶粒尺寸约为16nm的具有随机取向的等轴纳米晶.纳米结构层的晶粒尺寸随着距表面距离的增加而增大.在距表面约25μm处,存在着大量的由位错线和高密度的位错缠结分割的胞块,尺寸为80～100nm;分析表明位错运动是表面纳米化的主要原因.     

超声冲击对纯钛材焊接接头疲劳性能的影响

目前,有关超声冲击法对工业纯钛焊接接头疲劳性能改善效果的影响研究报道不多。采用超声冲击处理方法对工业纯钛TA2焊接接头进行全覆盖强化处理,通过疲劳对比试验分析了不同超声冲击处理时间对TA2焊接接头疲劳性能的影响;通过接头微观组织、断口形貌观察分析了超声冲击处理提高TA2焊接接头抗疲劳断裂性能的微观机理。结果表明,在200 MPa应力条件下,原始焊态试样平均历经11 645次循环就已断裂,经超声冲击处理3 min的焊接试样平均历经23 424次循环后才断裂,疲劳寿命提高约1倍;在超声冲击过程中,试样表层受到大的应变量、高应变速率和重复载荷的作用,使得形变孪晶不断增加;重复载荷的作用,可以再次在内部产生更加细小的孪晶,孪晶与孪晶间重复交割导致晶粒进一步细化。     

高压扭转致纯铜晶粒细化及与应变的关系

设计并加工了在材料试验机上使用的高压扭转夹持装置,并用装置获得了不同扭转变形量的纯铜试样.使用电子背散射衍射技术测量了处理后试样晶粒尺寸沿径向的分布.对比分析了晶粒细化程度和应变量的关系,提出了一个描述晶粒细化的简单剪切球模型.结果表明,晶粒细化程度随着应变量的增大而增强,平均晶粒尺寸为原始平均尺寸的1/50.当剪切应变小于10时,晶粒尺寸随着剪切应变的增大迅速变小;当剪切应变大于10时,晶粒尺寸的变化趋于缓慢,晶粒细化程度与Stuwe等效应变之间有幂函数关系.依据简单剪切球形晶粒的模型,得到了晶粒细化程度随剪切应变增大而增强的规律,并与实验数据的变化趋势一致.     

超声冲击对高速列车转向架焊接十字接头超高周疲劳性能的影响

针对高速列车转向架在实际运用中出现的疲劳问题,利用HJ-Ⅲ型超声冲击处理装置,对高速列车转向架用SAM490BW钢十字接头焊趾进行超声冲击处理,并对处理后接头的超高周疲劳性能进行研究。结果表明,原始焊态试样和超声冲击态试样的S-N曲线均出现了传统意义上的水平段。超声冲击处理试样的疲劳强度相比于未处理试样提高了25%。经过超声冲击处理后,疲劳裂纹源的数量由多个变为单个,焊接接头焊趾处的应力集中系数下降了32.4%,降低了裂纹萌生概率;超声冲击降低了焊趾区域的残余拉应力,并诱发产生残余压应力,高达-255.5 MPa;焊趾表层晶粒得到细化,晶粒平均尺寸小于100nm;裂纹在塑性变形区扩展路径变长。     

超声冲击法提高焊接接头疲劳特性研究进展

焊接结构的失效以疲劳断裂为主,且焊接结构强度主要是由焊接接头的疲劳强度决定的。因此,改善焊接接头疲劳性能将显著提高焊接结构的整体性能。超声冲击处理是一种有效改善焊接接头疲劳性能的表面强化技术。研究表明,该技术通过改善焊接接头几何外形,细化表层晶粒及引入有益残余压应力可大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命。综述了超声冲击处理对焊接接头疲劳性能影响的研究现状,分析了影响焊接接头疲劳性能的因素,总结了超声冲击改善焊接接头疲劳性能的结果,对目前研究过程中存在的问题进行探讨,最后展望了超声冲击表面纳米化技术的应用前景。     

超声冲击对铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

目的分析超声冲击对铝合金搅拌摩擦焊成形后接头的组织及耐蚀性的作用效果。方法采用超声冲击设备对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头表面进行超声冲击处理,并对超声冲击前后接头的显微组织、显微硬度以及耐腐蚀性能进行了分析。结果经过超声冲击处理后的铝合金接头上表面会产生一层塑性变形层,并且塑性层内位错密度增大,使表层金属得到一定程度的加工硬化,促使冲击后接头各区域的表面硬度明显提高,冲击后接头热机械影响区和热影响区硬度提高达60%以上;腐蚀浸泡试验发现,超声冲击后接头的点腐蚀程度较超声冲击前明显减缓,腐蚀速率约是冲击前的1/2。结论超声冲击有效改善了铝合金搅拌摩擦焊接头区域材料过时效的软化现象,并且有效改善了接头的抗腐蚀性能。     

Determination of grain size and lattice distortions in ground YBa2Cu3O7

Grain size and lattice distortions as a function of milling time have been determined using X-ray peak broadening analysis and Brunauer-Emmett-Teller (BET) measurements. The grain size decreases from 0.22 m in unmilled samples to 0.06 m at 25 h milling time. Prolonged milling produced no further decrease of the grain size. The unmilled powder contained lattice distortions of 0.06%. During the first 25 h of milling only small changes of the lattice distortions occurred; longer milling times resulted in a rapid increase of the lattice distortions. At 47 h of milling, the lattice distortions had increased to about 0.11%. The results obtained by BET measurements agreed well with those obtained by X-ray analysis. No anisotropic grain size decrease was indicated during milling.     

Characterization and Properties of Nanostructured Surface Layer in a Low Carbon Steel Subjected to Surface Mechnaical Attrition

A nanostructured surface layer was synthesized on a low carbon steel by using surface mechanical attrition (SMA) technique,The refined microstructure of the surface layer was characterized by means of different techniques, and the hardness variation along the depth was examined,Experimental results show that the microstructure is inhomogeneous along the depth ,In the region from top surface to about 40 μm depth,the grain size increases from about 100 nm to 1000 nm ,The grain refinement can be associated with the activity of dislocations After the SMA treatment, the hardness of the surface layer is enhanced significantly compared with that of the original sample ,which cam primarily be attributed to the grain refinement.     

Characterization and Properties of Nanostructured Surface Layer in a Low Carbon Steel Subjected to Surface Mechanical Attrition

A nanostructured surface layer was synthesized on a low carbon steel by using surface mechanical attrition (SMA)technique. The refined microstructure of the surface layer was characterized by means of different techniques,and the hardness variation along the depth was examined. Experimental results show that the microstructure is in homogeneous along the depth. In the region from top surface to about 40 /zm deep, the grain size increases fromabout 10 nm to 100 nm. In the adjacent region of about 40~80 /zm depth, the grain size increases from about 100nm to 1000 nm. The grain refinement can be associated with the activity of dislocations. After the SMA treatment,the hardness of the surface layer is enhanced significantly compared with that of the original sample, which canprimarily be attributed to the grain refinement.     

激光热处理对1Cr5Mo钢焊接接头组织结构的影响

利用CO_2激光对1Cr5Mo耐热钢焊接接头进行表面热处理,通过4XC型光学显微镜对激光热处理前后焊接接头各区显微组织和晶粒度等级进行分析,并采用X射线应力仪测定激光热处理前后焊接接头残余应力和残余奥氏体的分布规律。结果表明:经激光热处理后1Cr5Mo耐热钢焊接接头表面晶粒发生细化,焊缝区、熔合区、过热区和正火区晶粒等级由9级、9.8级、8级和10.7级提升至10级、10.2级、8.5级和11级,组织结构薄弱区域由过热区、焊缝区和熔合区减少为过热区,均匀性得到了明显改善;激光热处理消除了焊接接头表面残余拉应力,形成了深度约为0.28mm的残余压应力层,残余奥氏体含量有所提高,分布更均匀,有利于改善其力学性能。     

高能喷丸处理对7A52铝合金表面微观组织结构及性能的影响

随着金属表面自纳米化技术的不断发展,金属材料的表面性能得到了明显提升。通过SEM、EBSD、TEM和HRTEM等分析测试手段,对高能喷丸处理后的7A52铝合金表面纳米化机理进行了分析。结果表明,随喷丸时间的延长铝合金表面硬度显著增大,当喷丸时间为50min时,表面硬度约为270HV,与基体相比提高了近1.5倍。此时铝合金外表面均匀分布着平均晶粒尺寸约为14.16nm的等轴晶,距表面约60μm处分布着以小角度晶界为主的微米级亚晶。7A52铝合金表面纳米级晶粒的形成机理主要是:晶粒变形使晶内逐渐形成高浓度位错,位错的缠绕、塞积对基体晶粒进行了初步分割细化,在往复载荷的作用下最终在表面形成了等轴的随机取向分布的纳米级晶粒。     

Improved Fatigue Behavior of Pipeline Steel Welded Joint by Surface Mechanical Attrition Treatment (SMAT)

A pipeline steel X80 with welded joint was subjected to surface mechanical attrition treatment(SMAT).After SMAT,a nanostructure surface layer with an average grain size of about 10 nm was formed in the treated sample,and the fatigue limit of the welded joint was elevated by about 13% relative to the untreated joints.In the low and the high amplitude stress regimes,both fatigue strength and fatigue life were enhanced.Formation of the nanostructured surface layer played more important role in the enhanced fat...