齿轮的疲劳失效与预防

介绍了齿轮的疲劳失效,并针对齿轮的疲劳失效模式提出了从结构设计、材料选择、热处理、零件加工和表面强化等方面来预防其发生失效的措施.     

轴的选材与失效案例分析

从实例出发对轴类零件选材不当导致的失效进行了讨论和分析.着重从材料、金相组织,断口学等方面进行了比较详细的分析,重点阐述了选材与失效的关系.轴类选材错误常导致显微结构和力学性能不能满足使用要求,尤其是疲劳性能大大下降最终导致使用过程中轴的早期疲劳断裂.基于上述分析从失效分析的角度提出了避免轴类零件早期失效的一些措施.     

覆层零件多冲碰撞试验与失效特征

利用自制的冲击碰撞疲劳试验装置和有关分析测试设备对激光覆层零件进行了多冲碰撞试验和失效分析.发现在反复多次冲击碰撞力作用下,覆层零件表现出表面裂纹、表面塑性变形、表面点蚀和覆层崩落等多种失效形式.文章报告了试验方法并初步分析归纳了覆层零件在多冲碰撞载荷下的一些独特失效特征.     

SMA490BW钢对接接头高周疲劳性能的机理探究

通过设计对比试验系统地分析应力集中、晶粒细化、残余应力等因素对转向架用SMA490BW钢对接接头高周疲劳性能的影响,并得出占据主导作用的因素。借助扫描电镜观察疲劳断口,探究对接接头冲击前后的失效模式。结果表明:经超声冲击或机械打磨处理后,试样的疲劳寿命均得到不同程度的提高。将焊缝余高彻底磨平对接头疲劳寿命的增益效果最为显著,其疲劳寿命相比原始对接接头可提高近百倍。改善应力集中、细化表层晶粒、引入残余压应力对对接接头延寿的贡献占比分别约为58%、29%和13%。对接接头的疲劳失效大多始于焊趾表面,经超声冲击处理后,疲劳裂纹源可能由材料表面转向内部缺陷。     

磨损失效发动机再制造可行性分析

以上海大众联合发展有限公司动力总成分公司所生产的再制造发动机为例,分析了该产品的失效形式、材料性能与再制造之间的关系。结果表明：磨损导致的失效经过再制造切削加工后,配合新的尺寸零件,保证原有的公差配合,可以使磨损失效完全消除,但材料疲劳累积引起的损伤并没有得到修复,经过一次再制造的发动机与新发动机的疲劳寿命有明显差异。     

TC4钛合金应变疲劳试样的机加工工艺及疲劳试验

为了高效地获得能够满足航天航空材料检测领域较高要求的疲劳试样,参考相关标准提出了一种实用高效的TC4钛合金应变疲劳圆棒试样的机加工工艺,并通过表面粗糙度、表面加工痕迹、试样表面状态以及表面残余应力等物理参量对TC4钛合金疲劳试样的表面完整性进行了评价,最后通过液压伺服试验系统进行了应变疲劳试验来表征其疲劳性能。结果表明:使用该机加工工艺所加工的疲劳试样,能够满足航天航空材料检测领域对疲劳试样的较高要求;试样表面的残余压应力在一定程度上增加了TC4钛合金的疲劳性能,同时在大批量制样时可以高效地获得较为稳定、可靠的表面质量,可为实验室有效地控制疲劳试样的加工质量提供参考。     

冷作模具钢及其失效分析中的几个相关问题

根据模具使用寿命和失效规律统计结果,比较了几种冷作模具钢工艺和性能;分析冷作模具钢过载失效、磨损失效和疲劳失效特征和形态等;探讨高硬度模具钢的表面开裂敏感性、缺口断裂性能和断裂分形维数与工艺参数的关系,强调正确选择模具材料和制定合理处理工艺对减少早期失效重要性.     

残余应力测定的基本知识——第五讲 金属材料与零件的表面完整性与疲劳断裂抗力间的关系

论述了金属材料/零件的表面完整性与其疲劳断裂抗力之间的关系.试验结果表明,表面完整性中的残余应力、组织结构与表面粗糙度这三个因素对疲劳断裂抗力是最有影响力的三个因素.     

轻型管状扭转梁的材料及退火工艺研究

目的针对某自主品牌高性能管状扭转梁的开发需求,确定最佳的扭力梁选材和相应的退火工艺方案。方法采用两种不同的超高强钢材料完成了扭转梁的制管、预成形和液压成形等过程,并对成形零件进行了不同的退火工艺尝试,分析了焊管、成形件和退火件的显微组织、硬度及力学性能特征,并完成了扭转疲劳性能测试,最后对疲劳失效零件进行了失效原因分析。结果相较于STAM690进口材料,采用国产CP800材料的扭转梁,通过退火工艺调节,在保持显微组织不变的情况下可得到最佳的综合性能,屈服和抗拉强度均达到800 MPa以上,且其伸长率达到17%以上,同时,疲劳耐久性能可达10万次以上。结论推荐CP800材料作为高性能管状扭力梁的选材,相应的退火工艺为550℃,保温25 min。     

梯度纳米结构材料疲劳性能研究进展

利用严重塑性变形以及电沉积等方法制备的块体纳米晶、超细晶材料具有优越的力学性能以及独特的物理化学性能,但其韧性和抗应变局域化能力显著降低,加工硬化能力消失.块体纳米晶、超细晶材料由于具有较高的强度,能有效抑制疲劳裂纹萌生,从而有效提高应力控制循环载荷作用下的高周疲劳性能,但其塑性差,缩短了应变控制作用下的低周疲劳寿命.事实上,工程结构疲劳失效往往起源于材料表面,在循环载荷作用下,疲劳裂纹通常从材料表面萌生并向内部扩展.因此,优化材料表面微观组织结构和性能有利于提高其服役寿命.为此,近年来,人们通过开发一些新颖的表面改性方法来制备梯度纳米结构材料,这些方法也被称为表面自纳米化.与其他传统的表面改性技术相比,利用表面纳米化技术在金属材料表面制备梯度纳米结构表层,所得纳米结构表层具有硬度高、表面粗糙度小以及梯度层厚等特点.梯度纳米结构材料表层由纳米晶构成,而芯部仍然保持未变形粗晶基体结构,晶粒尺寸由表及里逐渐从纳米尺度变化到微米尺度,这一特殊的材料构筑形式使其具有优越的抗高、低周疲劳性能.目前,关于梯度纳米结构材料的力学性能,尤其是疲劳性能的研究已经成为该领域的一大研究热点,许多工程实际应用都得益于这一领域的研究成果,然而,目前尚缺乏文献系统总结这一研究成果.为此,本文系统总结了近年来关于梯度纳米结构材料疲劳性能研究的最新进展,对影响其疲劳性能的因素进行了深入分析,对梯度纳米结构材料疲劳性能研究所面临的许多亟待解决的基础科学问题进行了讨论和展望,为梯度纳米结构材料在这一工程领域的应用提供借鉴.     

钛合金磨削加工技术

主要是通过对钛合金材料(TC11)性能进行分析后,在加工中如何正确选择砂轮磨料、粒度、硬度、结合剂等参数,调整磨削力、磨削参数保证零件表面加工后不烧伤并提高表面的完整性。     

物理金相三级人员试题参考答案

二　问答题18.磨损是一个“材料逐渐消耗”的过程 ,磨损失效是随着机件运转时间的延长 ,材料表面不断磨损 ,致使机件服役性能逐渐下降最后导致失效。按表面常见磨损形式 ,可分为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损及冲蚀磨损。19.金属和它所处的环境介质之间发生化学作用或电化学作用而引起的变质和破坏称为金属腐蚀 ,其中也包括上述因素与机械因素或生物因素的共同作用 ,如应力腐蚀、磨损腐蚀、微生物腐蚀和腐蚀疲劳等。金属腐蚀问题遍及企业生产和国防建设的各个领域 ,会对国民经济带来巨大的损失。为了减轻因金属腐蚀而带…     

自动扶梯主驱动链条外链板断裂分析

某自动扶梯主驱动链条外链板在运行过程中断裂失效。采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、非金属夹杂物检验以及金相检验等方法对外链板的断裂原因进行了分析。结果表明:外链板表面打印字头底部过渡圆角尖锐并存在折叠缺陷,同时部分原材料存在表面脱碳缺陷,导致外链板打印字头底部过渡圆角处应力集中以及材料表面抗疲劳性能降低;在多重应力的作用下外链板表面打印字头底部缺陷处萌生疲劳裂纹,裂纹不断扩展最终导致外链板疲劳断裂失效。     

自升式平台升降系统齿轮失效分析

通过对某自升式平台齿轮齿条升降系统的失效齿轮及全新齿条分别进行化学成分分析、金相检验和硬度测试,分析了造成该系统中齿轮失效的原因。结果表明:齿轮的失效形式为接触疲劳失效;齿轮材料表面热处理不均匀,节圆附近无硬化层,导致其失效面的表面硬度低于与其相啮合齿条的表面硬度,这是造成该齿轮长期服役后在节圆附近发生接触疲劳失效的主要原因。     

镁合金疲劳的研究进展

对近年来有关镁合金疲劳的研究进行了总结,考察了材料性质、腐蚀介质、高温环境等多种因素对镁合金疲劳性能的影响,并对裂纹萌生及扩展方式进行了分析,归纳了提高镁合金疲劳性能的方法--改善材料质量及表面强化处理或涂层处理,对镁合金疲劳性能的研究进行了展望.     

粉末冶金颗粒增强铝合金的疲劳性能与寿命预测研究进展

粉末冶金颗粒增强铝合金作为工程构件材料使用时经常处于循环载荷条件下,疲劳破坏现象极为普遍。影响粉末冶金颗粒增强铝合金疲劳性能和疲劳寿命的因素较多,但关于疲劳失效方面的报导较少且缺乏概括性的总结。基于此,主要综述了增强颗粒、基体微观结构、温度和应力比对粉末冶金颗粒增强铝合金疲劳性能的影响。总结了疲劳强度、疲劳裂纹扩展与上述因素之间的关系,并详细阐述了这些因素的影响机制。介绍了颗粒增强复合材料疲劳寿命预测方法。最后展望了粉末冶金颗粒增强铝合金疲劳寿命预测的研究趋势。     

低周疲劳领域中应力控制与应变控制的关系

序言 近年来国内对于材料的低周疲劳试验研究进展很快。特别是高温低周疲劳、蠕变疲劳交互作用、热机械疲劳(热疲劳的一种)等都有一定的研究成果。当前,从发动机热端零件的设计与选材来看也已非常重视材料的低周疲劳性能。但是,由于零件设计人员与材料疲劳强度研究人员之间缺乏应有的交流和协作,以至阻碍着这些科研成果的应用。     

S135钻杆刺漏失效分析及疲劳验证试验

某井在勘探开发过程中,发生多起S135钻杆刺漏失效,对失效钻杆材料进行了化学成分、显微组织、力学性能等一系列理化检验,并对裂纹扩展面进行了详细的微观分析,获得了钻杆的失效模式为腐蚀疲劳失效。针对失效模式,对钻杆材料进行了圆棒小试样的拉压疲劳试验,获得了失效钻杆材料在高应力下的疲劳寿命,佐证了钻杆设计中设计系数的科学性,为钻杆失效原因判定提供了试验数据支持。分析结果表明:钻杆失效的主要原因是钻杆外表面发生氧腐蚀形成腐蚀坑,腐蚀坑底应力集中导致的局部高应力促使了疲劳裂纹的萌生,当裂纹扩展穿透整个壁厚后便形成刺漏失效。     

φ28mm光杆断裂失效分析

28mm光杆使用78天后断裂。通过对断裂光杆的设计强度校核,断口的宏观形貌分析、材质及显微组织的检验,认为,由于光杆未按要求进行热处理,导致出现非正常显微组织,降低了零件的疲劳性能,加上光杆表面有损伤造成的应力集中,因此在使用后不久便发生断裂失效。     

颗粒增强铝基复合材料的疲劳研究进展

对近年来颗粒增强铝基复合材料疲劳性能研究进展进行了总结,介绍了颗粒增强铝基复合材料的强化机制,概括了影响材料疲劳性能的几个重要的因素,从裂纹萌生以及裂纹扩展方面阐述了其疲劳行为及微观失效机制,并提出了未来颗粒增强铝基复合材料的研究趋势。