表面纳米化0Cr18Ni9Ti焊接接头抗应力腐蚀性能

采用超音速微粒轰击(supersonic particles bombarding)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分析,并利用恒载荷应力腐蚀装置测量了表面处理后焊接接头抗应力腐蚀情况.结果表明,经超音速微粒轰击处理,样品表层以下60 μm区域的晶粒细化至纳米量级,表层晶粒平均尺寸为10.4 nm,而且表层组织得到均一化;较低应力情况下,300 h以上应力腐蚀后试样仍未出现断裂,可见经表面纳米化处理后样品的抗H2S应力腐蚀性能得到显著提高.     

超音速微粒高能轰击16MnR钢表面纳米化的研究

采用冷气动力超音速微粒高能轰击技术对16MnR低合金钢表面进行处理,利用扫描电镜、透射电镜和X衍射方法对基体表面的微观形貌和结构进行分析.试验结果表明:试样经过超音速微粒轰击处理后可以使表层晶粒细化至纳米量级,平均晶粒的尺寸为14.2 nm;处理后表层主要产生压应力;处理后表层的显微硬度增加.     

表面纳米化焊接接头力学性能研究

采用超音速微粒轰击(Supersonic Particles Bombarding)技术对0Cr18Ni9Ti不锈钢和16MnR低合金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层结构进行表征,并测量了处理后焊接接头表层硬度、拉伸性能、弯曲性能和残余应力.结果表明:经超音速微粒轰击处理可以在焊接接头表层形成尺寸均匀的纳米晶组织,而且纳米化结构表层的硬度远高于心部,材料的抗拉强度和屈服强度均有提高.     

超音速颗粒轰击铬锆铜表面耐磨性能的研究

采用超音速颗粒轰击技术对铬锆铜表面进行处理,利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析研究了表面层的组织结构,并测量了处理后铬锆铜的表层硬度和耐磨性能.结果表明:经超音速颗粒轰击处理后,铬锆铜表层晶粒得到细化,而且表层的硬度远高于心部,材料的耐磨性能得到很大的提高.     

超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面纳米化与摩擦磨损性能的影响

目的 利用超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢表面进行强化处理,并研究超音速微粒轰击对材料表层组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。方法 采用三维显微形貌仪、透射电镜、背散射电子仪、扫描电镜、X射线残余应力分析仪、显微硬度仪等仪器观测GCr15SiMn轴承钢强化前后的微观组织、表面粗糙度、力学性能,并使用UMT-2摩擦磨损试验机对试样强化前后的摩擦磨损性能进行检测。结果 经过超音速微粒轰击强化处理的GCr15SiMn钢试样的表面粗糙度增加,表层结构发生严重的塑性变形,形成约20 μm厚的塑性变形层,片状马氏体细化至纳米级,平均晶粒尺寸约为13 nm,碳化物平均粒径由0.48 μm减小到0.45 μm,数量增加了约18%。试样表层引入了300 μm的硬化层,表面硬度从740HV0.05提高到了996HV0.05,距表面10 μm处出现硬度最高值为1 056HV0.05,硬度提高了42.7%。试样引入深度为60 μm的残余压应力层,样品表面残余应力为‒1 246 MPa左右。经过超音速微粒轰击后,强化试样平均摩擦因数略高于原始试样,而磨损率得到了大幅度降低,磨损机理主要为磨粒磨损,伴有少量的氧化磨损和黏着磨损。结论 经过超音速微粒轰击的GCr15SiMn轴承钢表面粗糙度增加,表层晶粒细化至纳米级;表层构建了残余应力层和硬化层;强化引入的残余应力和因强化处理引起的加工硬化、细晶强化改善材料的耐磨性。     

2A12硬质铝合金表面纳米化机理研究

对2A12硬质铝合金表面进行超音速微粒轰击处理,在材料表层获得纳米晶组织。利用X射线衍射、光学电镜、透射电镜和显微硬度测试技术对试样的微观结构和性能进行测试分析,并对表面纳米化的形成机理及其性能作了初步探讨。结果表明:在强度0.15A、压强0.3MPa和时间60min条件下对2A12铝合金进行超音速微粒轰击为优化工艺,最小平均晶粒尺寸为56nm,随处理时间的延长,晶粒尺寸缓慢减小并逐渐趋于稳定;随距表面距离的增加,晶粒逐渐由随机取向的等轴状纳米晶变成具有择优取向的不规则形状的亚微米晶,晶粒细化程度逐渐变得不均匀。     

疲劳试验温度对TC11钛合金表面纳米化后的组织和性能的影响

在不同温度(-30℃,25℃,150℃)下对超音速微粒轰击(SFPB)表面强化后的TC11钛合金进行高周疲劳试验,并借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等试验手段研究了不同疲劳试验温度下的断口及断口附近的微观组织。结果表明:超音速微粒轰击后,TC11钛合金构件表层形成晶粒尺寸约为10 nm、层厚为30～50μm的梯度纳米组织;不同温度下高周疲劳试验后,钛合金构件表层组织的晶粒尺寸仍处于纳米量级,平均尺寸与疲劳加载前相当;超音速微粒轰击强化使得钛合金构件疲劳裂纹源萌生位置由表层移至次表层,不同温度下的疲劳断口均由疲劳源区、裂纹扩展区、瞬断区三部分组成,疲劳条带宽度随着试验温度的升高而增大。     

0Cr18Ni9不锈钢表面纳米化及其热稳定性研究

对0Cr18Ni9不锈钢进行表面超音速微粒轰击处理,使表面获得纳米晶粒,并且晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大呈梯度组织。将处理后的样品进行不同加热温度和保温时间的热处理,研究其组织结构和硬度的变化。结果表明:当加热温度低于500℃时,表层晶粒尺寸未发生明显变化,只是在表面纳米晶层及其相邻的亚微晶层上发生马氏体相变,对应的硬度沿深度分布也未见明显的改变;当加热温度高于500℃时,表层组织发生回复与再结晶,导致硬度明显下降。与加热温度相比,保温时间对组织和硬度的影响不大。     

0Cr18Ni9不锈钢表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响

采用超音速微粒轰击技术(SFPB)对0Cr18Ni9不锈钢试样进行了表面纳米化处理,并对SFPB处理后的试样进行热处理和低温气体渗氮处理,分析讨论了表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响.结果表明:经SFPB处理后,试样表层形成厚约250 μm的变形区,表面组织为纳米晶,平均晶粒尺寸为15 nm,其变形机制以孪生为主,变形同时表面发生了马氏体相变,表面硬度明显提高.对SFPB处理的试样经450 ℃热处理后,纳米晶未发生明显粗化,马氏体量减少很小,硬度保持稳定,因而具有良好的热稳定性.晶粒细化、马氏体相变及其良好的热稳定性有利于实现低温快速渗氮,使渗层厚度明显增加,表层硬度得到进一步提高,硬度分布梯度也得到了改善.     

超音速微粒轰击40Cr钢工艺优化设计

超音速微粒轰击技术(SSPB)可以在金属材料表面施加强烈塑性变形,在材料表面制备纳米结构表层。利用正交设计的原则,对影响纳米化的几个主要参数进行优化设计,分析了各参数对轰击处理试样弧高的影响,得到了优化的工艺参数,并通过金相观察轰击处理试样的横截面,以及测试试样表面的粗糙度,分析了各参数对粗糙度的影响。     

SS400钢焊接接头表层组织纳米均一化及硬度均一化处理

采用高能喷丸技术以SS400钢焊接接头的表面层进行处理。利用XRD,TEM,SEM对处理后的表面层进行结构表征,同时测量了高能喷丸引起的硬度变化。结果表明,高能喷丸处理可使焊接接头的表面层形成尺寸均匀、取向随机分布的纳米晶;焊接接头三个区域的纳米层硬度一致,且远高于高能喷丸处理前样品的硬度,实现了SS400钢焊接接头区表层组织纳米均一化和硬度均一化。表面纳米化对材料表面的强化有着重要的贡献。     

Research about the Effect of Ultrasonic Impact on the Fatigue Properties of Cruciform Joints of 16MnR Steel

Surface impact treatment was carried out on the cruciform joint weldment of 16MnR steel by using the HJ-II-type ultrasonic impact machine.The ultrasonic impact current is 1.2 A,the impact amplitude is 30?m and ultrasonic impacting time is 30 and 60 min,respectively.Fatigue experiments were carried out for both treated specimen and un-treated specimen by using EHF-EM200K2-070-1A fatigue testing machine.The fatigue fractures were observed with the scanning electron microscope of 6360LA type and the microstructure of ultrasonic impact treating surface layer was analyzed by using high resolution transmission electron microscope of JEM-2100 type.The experimental results show that the microstructure of ultrasonic impact surface layer has been successfully nanocrystallized.The fatigue life of welded cruciform joints of 16MnR steel can be significantly improved through the ultrasonic impact treatment.The main reasons are that the ultrasonic impact treating can reduces the stress concentration in the weld toe,decrease the tensile stress,and even change to compressive stress in the weldment,the grain size in the welded joint can be refined.The longer the impact time,the greater increasing range of fatigue life will be.Compared to the sample without treatment,its fatigue life was increased 210.37%,362.48%,respectively,when the impact time was 30,60 min,respectively.     

FRACTAL ANALYSIS OF FRACTURE SURFACE OF WELDED JOINT UNDER LOW CYCLE FATIGUE

Hausdorff dimension of fracture surface roughness of welded joint,both welding metal andheat-affected zone.of pressure vessel steel 16MnR,tested under strain-controlled low-cyclefatigue,was examined with computer vision srstem and by two-dimensional variation method.Results show that it decreases with the increase of cyclic hysteresis energy.The Hausdorff di-mension variation at heat-affected zone is greater than that of weld metal.It is believed thatthe greater the fractal dimension is,the longer the fatigue life will be.     

40MnB与16MnR异种钢的焊接性试验及工艺评定

40MnB是中碳合金结构钢,具有强度高、韧性好等性能,但其含碳量高,焊接性低,冷裂倾向大。16MnR属于低碳合金钢,具有良好的物理性能和工艺性能。两种钢在汽车上应用比较广泛。通过焊接接头无损检测、力学性能和组织金相分析,研究CO2气体保护焊40MnB和16MnR异种钢的焊接性能。结果表明,采用合适的焊接规范,所得的焊接接头各项性能良好,热影响区晶粒长大不严重,焊缝与母材熔合良好。     

湿H2S环境下低合金钢焊接接头氢扩散数值模拟

利用电化学渗透法测定了氢在16MnR低合金钢焊接接头处的焊缝金属、热影响区金属以及母材中的扩散系数.利用有限元软件ABAQUS,对16MnR钢焊接接头氢扩散进行数值模拟,考虑焊接残余应力、不同组织对氢扩散的影响,得到焊接接头扩散氢的浓度随时间的分布.结果表明,在焊缝和热影响区,氢的扩散系数和焊接残余应力较大,使氢在焊缝和热影响区聚集,降低材料的力学性能,使得焊接接头部位成为最薄弱环节,在湿H2S环境下很容易发生与氢有关的损伤和破坏.     

中性盐雾下7075铝合金搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀行为

用金相和透射电镜对包铝的7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织和微结构进行分析,用中性连续盐雾试验研究焊缝表面的腐蚀行为,并观察焊缝宏观和微观腐蚀形貌。研究结果表明：焊缝区的晶粒和第二相粒子得到明显细化,在焊缝表面的第二相粒子分布不均匀;搅拌摩擦焊焊缝区耐蚀性比包铝的母材低。腐蚀首先从局部点蚀和晶间腐蚀开始,最终演变为剥落腐蚀。     

超声冲击实现7A52铝合金焊接接头表面纳米化

针对7A52铝合金焊接接头表面纳米化研究尚不成熟的实际情况,利用超声冲击技术,在预设电流为2 A,超声冲击速度为1.25 min/cm2的条件下,对7A52铝合金双丝MIG焊焊接接头进行超声冲击处理,借助扫描电子显微镜及透射电子显微镜对超声冲击处理后的7A52铝合金双丝MIG焊焊接接头的表层组织进行观察、分析.发现焊接接头表层经超声冲击处理后形成塑性变形层,焊缝及热影响区的变形层厚度可达70μm左右,母材的变形层厚度可达50μm左右.同时,焊接接头表层晶粒被细化,焊缝表层的晶粒尺寸可达70~300 nm,母材的晶粒尺寸可达50~500 nm.     

酸性盐雾中7075铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为

    采用金相和透射电镜对包铝的7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织和微结构进行分析,采用酸性连续盐雾试验对焊缝表面的腐蚀行为进行研究,并观察焊缝宏观和微观腐蚀形貌.结果表明：焊缝表面的晶粒和第二相粒子得到明显细化;搅拌摩擦焊焊缝区耐蚀性比包铝的母材低,且存在一定程度的不均匀腐蚀.腐蚀首先从局部点蚀和晶间腐蚀开始,最终演变为剥落腐蚀.