Q&P工艺对1800MPa新型热成形钢微观组织和力学性能的影响

现阶段热冲压成形钢一直存在塑性差、冲击韧性低、弯曲吸能有限等潜在问题,需要采用一些新兴的技术来提高其塑韧性,使其更好地服役于车身轻量化。采用盐浴的方式对1800MPa新型热冲压成形钢进行一步QP热处理,研究淬火温度、配分时间和配分温度对热冲压成形钢微观组织和力学性能的影响,并通过XRD,EBSD研究残余奥氏体的含量与分布以及残余奥氏体的含碳量,得到最佳热处理工艺参数。研究结果表明:当配分温度一定时,随着配分时间的延长,试样的抗拉强度和屈服强度呈现下降趋势,而伸长率呈现增加的趋势。在230℃配分30s时,试验钢的综合力学性能达到最佳,其抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到2 034 MPa、10.2%和20 747 MPa·%;相比直接淬火分别提高9.5%、73.5%和90.0%。在保持超高强度的同时,塑韧性得到显著提高,满足汽车用钢要求,能够更好地服役于汽车轻量化制造。     

微线团控水技术在河南油田油井应用研究

针对河南油田高含水油井产液结构特征及常规化学堵水方法容易将油水渗流通道同时堵死的问题,本文通过微线团控水技术研究结果表明：微线团控水剂对岩心的水相封堵能力较好,并具有较好的耐冲刷性能,具有选择控水性能。     

新安煤矿初始地应力场反演模拟与特征分析

初始地应力场是煤矿开采工程设计和安全性分析的重要依据,通常工程区实测地应力点较少,必须在有限的地应力资料基础上,采用反演分析方法获得整个工程区地应力场。基于现场地应力实测资料,结合新安煤矿地形地貌条件和地质结构特征,研究了新安煤矿地应力场分布特征;在此基础上采用有限差分数学模型多元回归方法,进行了新安煤矿六七采区地应力场三维反演分析研究,获得了该区域地应力分布规律和影响因素的认识。结果表明,新安煤矿地应力场分布受构造应力和地质构造的综合影响,褶曲、断层等构造因素影响显著。     

SiC颗粒对轧辊表面镀层应力影响的有限元分析*

目前针对多颗粒复合镀层有限元模型的建立尚不准确。以轧辊的服役工况为背景,利用Python语言和ABAQUS软件建立试块底面带有SiC颗粒增强Ni基复合镀层的环-块滑动摩擦有限元模型,系统研究SiC颗粒含量和尺寸对涂层表面及涂层-基体界面峰值等效应力的影响规律。结果表明：当SiC颗粒含量为3 vol.%～9 vol.%时,涂层表面和涂层-基体界面峰值应力随颗粒含量的增大而增大,分别增大了78.01%和32.06%;当SiC颗粒含量为9 vol.%～15 vol.%时,随着颗粒含量的增大,涂层表面峰值应力呈下降趋势,降低了13.02%,而涂层-基体界面峰值应力基本保持不变;当SiC颗粒直径为0.8～1μm时,涂层表面及涂层-基体界面峰值应力随颗粒尺寸的减小而增大,分别增大了51.5%和32.6%;当SiC颗粒直径为0.3～0.8μm时,涂层表面及涂层-基体界面峰值应力基本保持不变。综合考虑轧辊表面镀层的性能需求以及实际复合电镀工艺,依据界面应力与镀层结合状态之间的关系,SiC颗粒含量以9 vol.%左右为宜,SiC颗粒直径以0.8μm左右为宜。所建立的多颗粒随机分布涂层基体的有限元模型更接...     

柴油发动机进气阀断裂分析

柴油发动机进气阀为一体式锻造、硬质合金堆焊而成,在使用过程中发生断裂。为了分析断裂原因和制定对策,对断裂进气阀的断口宏观特征、微观形貌、金相组织、化学成分、显微硬度和残余应力进行分析。结果表明:进气阀断裂模式为疲劳断裂;零件堆焊层中存在较高的硬度和残余拉应力;进气阀在复杂的工作环境中受到机械冲击负荷和高残余拉应力的叠加作用,加上高的脆性,导致堆焊区局部裂纹产生;在重复的工作负荷下,裂纹以疲劳方式进一步扩展,直至断裂。建议严格控制进气阀堆焊后的热处理工艺,降低硬度和残余拉应力,从而有效避免此类失效的发生。     

陶瓷/金属连接界面残余应力缓解策略研究

随着服役环境恶劣化和加工制造复杂难度增加,对陶瓷/金属异质结构综合性能提出了更高的要求。目前钎焊技术被广泛应用于陶瓷与金属异质材料连接,而二者焊接接头残余应力缓解难题非常棘手。残余应力对陶瓷/金属连接性能有极大影响,其大小受多种因素影响,因此系统概述陶瓷与金属焊接残余应力状态与分布规律,从工艺参数优化、施加中间层、复合钎料和表面结构设计4种缓解途径进行系统评述,最后展望了未来陶瓷/金属异质结构残余应力研究面临的机遇和挑战。     

焊接顺序对Q345qD钢厚板焊接接头残余应力和变形的影响

基于ABAQUS有限元软件的热弹塑性分析方法,分析了32 mm厚Q345qD钢对焊接头在熔化极气体保护焊下的残余应力和残余变形。结合试验测试和数值模拟,研究了4种不同焊接顺序对焊接接头残余应力分布和残余变形的影响。采用ABAQUS软件中的单元生死技术模拟焊接过程,热源模型采用双椭球体积热源。结果表明,数值模拟结果与试验结果相符,改变焊接顺序对温度场影响不大,两侧焊道单次交替焊接相比两侧焊道多次交替焊接的横向残余应力整体应力较小,最大值从356 MPa降到278 MPa,降低了21.91%;而两侧焊道多次交替焊接的纵向残余应力整体应力较大,纵向残余应力最大值从303 MPa升到368 MPa,增加了21.45%。与两侧焊道单次交替焊接相比,两侧焊道多次交替焊接的厚度方向变形较小,最大值从1.67 mm降到0.04 mm,降低了97.60%。     

等离子喷涂热障陶瓷涂层冷却累计残余应力的有限元模拟与验证

目的 为有效预测等离子喷涂热障涂层冷却过程中累积的残余应力,降低残余应力对涂层稳定性的影响,需寻求可靠的热障涂层应力检测方法。方法 利用有限元分析软件,采用生死单元法建立了等离子喷涂ZrO₂涂层的有限元模型,高斯热源模拟等离子喷涂热源工况,研究涂层冷却至室温的残余应力及其分布。使用X射线衍射法、拉曼光谱法对等离子喷涂制备的ZrO₂涂层进行残余应力检测。结果 通过有限元模拟结果可以看出,喷涂涂层冷却到室温后其中心区域的残余应力与边缘位置相比较大,主要集中在热流中心区域;每层涂层结合界面处会产生较大应力,致使应力沿涂层厚度方向变化明显。涂层的等效应力为160～220 MPa。采用X射线衍射法检测涂层存在180～185MPa残余应力。标定ZrO₂涂层的拉曼-应力因子为8.33 (cm·GPa)^-1,计算得到涂层存在残余应力为174～180 MPa。对喷涂试样进行拉伸试验后,其残余应力有一定程度的释放。结论 使用有限元能有效模拟等离子喷涂至室温时涂层内部残余应力,与XRD、拉曼光谱检测结果具有良好的匹配性,...     

无保护层激光冲击强化的热效应研究

目的 深入理解无保护层激光冲击强化(LSPwC)的物理过程。方法 对轧制TA2纯钛板材进行LSPwC处理,通过激光扫描显微镜、X射线应力仪分析试样的表面形貌和残余应力分布,使用透射电子显微镜分析LSPwC后试样表层的微观组织特征。使用Abaqus软件建立LSPwC过程的热力耦合仿真模型,分析试样温度和应力演变规律。结果 当激光脉冲能量为30 mJ、光斑直径为0.4 mm时,经LSPwC处理后TA2试样表面形成了厚度约为50μm的残余拉应力层,其最大残余压应力达到560 MPa,出现在距表面100μm的次表层;经LSPwC处理后TA2试样表面产生了超细马氏体晶,距表面100μm的微观组织表现为高密度位错缠结。随着激光脉冲能量和光斑直径的增大,激光热效应的持续时间增长、热影响深度增大,经LSPwC处理后TA2试样的残余压应力层深度增大。在LSPwC过程中,距表面10.2μm以内深度层的冷却速度超过10⁶℃/s,但冷却速度随着脉冲能量和光斑直径的增大而减小。结论 在LSPwC过程中,激光热效应和激光诱导冲击波作用,导致试样表层迅速升温,并发生塑性变形,然后快速降温,形成...     

航空轴承内圈滚道磨削残余应力的工艺优化及试验研究

对国内外8Cr4Mo4V钢制航空轴承套圈滚道磨削残余应力进行了对比试验,根据航空轴承内套圈滚道磨削工艺特点,基于ABAQUS建立轴承内套圈滚道磨削残余应力的有限元分析模型并进行了数值计算,对内套圈滚道的残余应力进行了检测、分析及验证,进而优化了轴承内套圈滚道磨削工艺。结果表明：通过增加喷丸工序、适当提高进给速度和终磨采用220目白刚玉砂轮替代石墨砂轮可有效提高轴承内圈滚道残余压应力。