激光气体氮化原位合成制备TiN/Ti_3Al复合涂层及其抗高温冲蚀性能

通过在氮气中加入铝粉,采用激光气体氮化技术在Ti-6Al-4V钛合金表面原位制备了TiN/Ti_3Al复合涂层,研究了涂层的微观形貌、物相组成、硬度分布以及抗含SiC和SiO_2颗粒的高温高速水蒸气冲蚀的能力。结果表明:涂层的表面硬度为(1 400±50)HV,是Ti-6Al-4V钛合金的4倍;用SiC颗粒冲蚀较短时间或用SiO_2颗粒冲蚀后,涂层的冲蚀质量损失随冲蚀角度的增大而增加,Ti-6Al-4V钛合金的则减小;在相同冲蚀角度下,涂层的冲蚀质量损失随冲蚀颗粒硬度的增加而增大,Ti-6Al-4V合金的冲蚀质量损失在较小冲蚀角度时也遵循此规律,但在较大冲蚀角度下,质量损失的变化不大。     

纳米CoCrCuFeNi高熵合金原子尺度的实时变形行为（英文）

通过分子动力学方法分别在2×10⁸～1×10¹⁰s^-1的不同应变率和10～1200 K的不同温度下进行拉伸试验,并研究纳米CoCrCuFeNi高熵合金的实时变形行为。结果表明,在高温和低应变速率下的主要变形机制是晶界滑移。随着温度的降低和应变速率的增加,位错滑移取代晶界滑移来控制塑性变形,进而提高合金的强度。此外,为进一步研究晶界对力学行为的影响,对具有不同晶粒尺寸的合金进行模拟。结果发现,当晶粒尺寸过小时,纳米高熵合金的强度随着晶粒尺寸的增加而增加,表现出反Hall-Petch关系。     

高温结构蠕变疲劳寿命设计方法:从材料到结构

诸多领域中的结构部件长期在高温变载的严苛环境下运行,其服役过程伴随着严重的蠕变疲劳交互作用.面向高温结构长寿命、高可靠服役的迫切需求,蠕变疲劳寿命设计方法日益受到了业界学者们的高度关注.介绍蠕变疲劳交互作用机理,总结复杂蠕变疲劳加载波形下的微观损伤机制.在材料层面,回顾了基于不同理论体系的蠕变疲劳寿命预测方法.在结构层面,重点阐述了多轴应力对蠕变和疲劳损伤的影响并介绍了基于蠕变疲劳损伤交互图的寿命设计方法.此外,介绍从蠕变疲劳裂纹萌生到扩展的蠕变疲劳可靠性分析方法.最后,对本领域今后的发展方向进行了展望.     

钎焊接头的蠕变损伤与寿命预测

钎焊连接技术被广泛应用于航空航天、核电等领域的高效紧凑换热器制造中.高温高压工作条件下,蠕变及蠕变损伤引起的裂纹扩展是换热器中钎焊接头的主要失效方式之一.以高效紧凑换热器中常用的Incone1625/BNi-2及C276/BNi-2钎焊接头为研究对象,对其蠕变及蠕变裂纹扩展扩展行为进行了研究,获得钎焊接头的蠕变变形及裂纹扩展规律,澄清其蠕变及蠕变裂纹扩展失效机理.同时结合蠕变损伤本构模型和试验,对钎焊接头的蠕变损伤与寿命预测进行研究与综述,讨论钎焊工艺、扩散区性能及尺寸对钎焊接头蠕变裂纹扩展行为的影响规律,建立钎焊接头蠕变拘束参数,实现钎焊接头蠕变裂纹扩展行为尺寸效应的统一拘束表征,进而为基于材料-组件-装备一体化的寿命预测方法提供理论基础.     

环缝错边容器的有限元分析与容限探讨

采用有限元方法对 1台封头与筒体具有较大错边量的容器进行了应力分析 ,得到了错边区域的应力分布状况 ,并对其进行应力强度评定。结果表明 ,该容器错边部位的应力是满足应力分析准则的。通过对存在不同错边量的容器进行应力分析 ,探讨了容器的错边容限 ,对含有错边缺陷在役容器是否合乎使用的判断具有一定指导意义     

功能梯度涂层热残余应力

涂层中的残余应力严重影响着涂层零件的机械完整性与操作可靠性。对于功能梯度涂层,由于各界面位移协调条件的限制,很难得到涂层内部残余应力的闭合解。基于传统的悬臂梁理论,获得了功能梯度涂层热残余应力的闭合解;这一分析模型的优点是残余应力的闭合解与涂层层数无关。讨论了采用传统的近似解所带来的误差, 针对含不同层数的ZrO2/NiCoCrAlY功能梯度涂层内部的残余应力进行了计算。另外,对应力诱导的涂层失效模型也进行了分析。     

高温环境下应力变化与金属氧化行为的耦合模型

生长应力伴随氧化行为的进行而产生。同时,生长应力的存在对氧化膜的生长速率及表面完整性都有着显著的作用。尤其在外部载荷作用下,应力状态及氧化行为的分析变得更为复杂。基于CLARKE生长应变理论,一种高温加载环境下应力变化与氧化行为的耦合模型被提出,外加载荷、弹性应变、生长应变、蠕变应变及氧化膜厚度之间的复杂关系被予以澄清,实现了对氧化速率、应力状态的准确预测。通过模拟计算,表征应力的变化规律及其对氧化行为的影响。无载荷时,生长应力不断累积,当生长应变和蠕变应变的速率相同时,生长应力增长至最大值,随后逐渐降低。外加应力的引入改变了氧化膜内的应力状态,外加拉应力和压应力分别对氧化膜的生长起到了促进和抑制的作用。     

基于微米压入的延性金属单轴拉伸性能与断裂韧性评价技术研究进展

微米压入技术已可实现延性金属材料力学性能的准无损检测,相对于传统力学性能测试手段,该技术不仅可实现焊接接头、增材修复界面等微尺度复杂结构力学性能的准无损评价,还可用于在役设备关键重要部件力学性能的在线监测,为其安全预警与寿命预测提供依据。系统总结基于微米压入的延性金属单轴拉伸性能及断裂韧性评价技术的研究及应用现状。首先,较完整地阐述各类评价模型的基本原理、技术路线及实际应用现状,深入讨论不同评价模型的优点及局限性,给出领域内规范、标准的制定进展;然后,分别从理论研究和工程应用两个角度论述了基于微米压入力学性能评价方法存在的问题和挑战;最后,对微米压入力学性能检测技术的发展与应用趋势进行了展望。     

室温和650℃下晶粒尺寸对GH4169合金疲劳小裂纹萌生和扩展行为的影响

在室温和650℃条件下,研究晶粒尺寸对GH4169合金疲劳小裂纹萌生机理和扩展行为的影响。通过在960℃、1 010℃、1 020℃、1 050℃条件下,各保温1 h来改变试样晶粒尺寸。通过光学显微镜来观察不同热处理后的微观组织。利用覆膜法监测小裂纹扩展过程。结果表明,两种温度下疲劳小裂纹萌生机理和扩展模式在细晶组织和粗晶组织间均会发生转变。室温和650℃条件下,裂纹扩展速率在小裂纹阶段近似恒定。室温下,平均晶粒尺寸变化对小裂纹扩展速率几乎没有影响。650℃下,随着平均晶粒尺寸增加,小裂纹扩展速率增大。无论哪种温度下,一旦表面裂纹长度达到一定临界尺寸,小裂纹会加速扩展,进入长裂纹阶段。室温下不同平均晶粒尺寸试样临界裂纹长度基本相同,650℃下随着平均晶粒尺寸增加临界裂纹长度增加。     

用知识串联方法提升机械制造基础课程教学质量

机械制造基础是机械类专业的专业基础课程,包含了以力学和材料学等为支撑的基础学科知识,强调工程的实践性。文章从课程设置思路、课程知识体系、对授课教师的要求等方面,阐述如何应用知识串联教学方法来提升机械制造基础课程教学质量,并提出教师应重新建立知识体系等建议,以期为本科生课程教学方法改革提供参考。