异种钢焊接接头脉冲放电强化与力学性能分析

采用电磁热止裂强化方法对异种材料焊接接头进行强化研究,对含椭圆形埋藏裂纹缺陷的焊接接头进行了脉冲放电数值分析,得到放电瞬间的热应力场和冷却到常温时的残余应力场,结果表明,脉冲放电瞬间焊接接头中的裂纹尖端温升超过材料熔点,裂尖钝化并产生了有利的残余压应力;对Q235和1Cr18Ni9焊接接头进行了电磁热强化试验研究,结果表明,试件通过放电强化,焊接接头的力学性能得到改善,抗拉强度提高19.4%,冲击韧性提高12.07%。     

激光熔覆纳米WC颗粒增强型合金粉末的研究

以Ni60作为粘接金属,掺入纳米WC为增强相,在16Mn钢表面用激光熔覆技术制备具有高耐磨性、高硬度和无裂纹的金属基复合材料熔覆层,分析了纯Ni60和不同含量纳米WC熔覆层的微观组织.在相同工艺条件下,讨论了纳米WC含量对熔覆层金相组织和表面硬度的影响,为制备高性能且与基体呈冶金结合的熔覆层提供了依据.结果表明,含纳米WC的合金粉末熔覆层硬度均高于纯Ni60粉末熔覆硬度,且随着纳米WC含量的增加,熔覆层表面硬度也增大,当纳米WC含量达到5％时,熔覆层表面出现了裂纹.     

2Cr13焊接构件埋藏裂纹电磁热止裂及力学性能强化

选择2Cr13材料,通过对接焊方法在焊接接头处预制埋藏裂纹,采用超声波无损检测对埋藏裂纹位置及尺寸进行标定;采用热—电耦合焦耳热问题的数值分析方法,计算出放电瞬间焊接接头内圆形埋藏裂纹的温度场,并求得止裂后焊接接头内的残余应力场。通过ZL-2型超强脉冲放电装置对焊接接头进行电磁热止裂强化试验,对止裂前后埋藏裂纹裂尖附近微观组织进行分析,对比测试止裂前后试件的抗弯、拉伸等力学性能。研究结果表明:止裂瞬间,焊接接头中埋藏裂纹裂尖处温升超过金属熔点,裂尖熔化、钝化,达到阻止裂纹扩展的目的;同时,止裂后裂尖附近微观组织明显细化,出现强韧性均好的白亮组织,进一步阻止了裂纹的扩展;止裂后焊接接头抗弯强度提高18.0%,抗拉强度提高11.7%,断后伸长率提高34.6%。研究证实,脉冲放电实现了2Cr13焊接接头内埋藏裂纹止裂,并提高了焊接接头的力学性能。     

Mo强化Fe-Cr-C系堆焊材料组织和力学性能分析

在Fe-Cr-C系高Cr铸铁型堆焊焊丝中加入Mo元素制成自保护药芯焊丝,通过热力学平衡计算,理论分析了Mo对高碳高铬系堆焊材料的强化机理。结果表明:Mo元素的添加,可以增加堆焊层中初生碳化物的数量,细化合金组织,在强化碳化物的同时强化基体。通过试验的方法对比分析了Mo元素对高Cr铸铁型堆焊材料显微组织和力学性能的影响,当加入2%Mo时,堆焊熔覆层的质量明显好于不含Mo的材料,同时堆焊层平均硬度值提高了12.5%,添加Mo元素焊丝堆焊制备的复合材料的常温冲击韧性是未添加Mo元素的1.9倍。     

16Mn钢表面激光熔覆Ni60合金关键参数优化

采用ANSYS有限元软件对16Mn钢表面激光熔覆Ni60合金过程中的温度场进行数值模拟,分析激光熔覆工艺参数对温度场的影响,并以保证熔覆层质量的前提下,使基体表面得到较深的硬化层为目标,对激光功率和扫描速度两个工艺参数进行优化设计,得到了最佳熔覆参数;激光熔覆实验研究发现,优化后的工艺参数较为合理,实验结果也证实了数值优化结果的可靠性。     

含埋藏孔洞缺陷金属构件电磁热止裂强化分析

电磁热效应可以实现含半埋藏裂纹、埋藏裂纹金属构件的止裂强化。针对实践中铸件和锻件内往往存在孔洞形式的缺陷,从理论和数值模拟角度分析了电磁热对其强化的效果,导出了球体绕流的电流密度和温度场分布。研究表明:孔洞缺陷可处理成广义埋藏裂纹缺陷,应用电磁热止裂强化是可行的。放电后,在垂直于通电方向,球形中截面上形成绕流现象,瞬间温度超过了材料的熔点,形成焊口,产生的热压应力显著降低了应力集中,从而抑制了孔洞缺陷受力时的扩展,达到了止裂强化效果。     

WC耐磨堆焊层表面缺陷的激光熔覆修复

堆焊层表面不可避免地存在孔洞、半埋藏裂纹缺陷,理论分析与数值模拟表明,缺陷会引起应力集中,当裂纹尖端的应力强度因子值达到断裂韧性时,裂纹会失稳扩展,导致材料的实际断裂强度远低于该材料的理论断裂强度,使构件很快失效。激光熔覆利用高能量的激光束使存在缺陷的堆焊层表面熔化再结晶,并用合金粉末在表面涂覆一层合金层,实验研究发现,堆焊层与熔覆层呈冶金结合,熔覆层并未影响到堆焊层高硬度的特性。超声波无损检测结果表明,堆焊层表面的孔洞、半埋藏裂纹缺陷已基本被消除,达到了强化与修复的目的。     

单边裂纹电磁热止裂强化的残余应力分析

建立带有单边裂纹的无限大金属薄板模型,给出脉冲放电瞬间的温度场,应用一维条件下的热弹塑性理论,导出了单边裂纹金属构件电磁热止裂后的一维残余应力解;对带有单边裂纹的导电薄板脉冲放电后裂纹尖端产生的残余应力进行数值分析,理论与数值分析结果基本吻合;对40CrNiMo试件的残余应力超声波无损检测发现,止裂后残余应力变大。研究表明,在对带有单边裂纹的导电薄板进行电磁热止裂时,裂纹尖端周围温度急剧升高,使得裂纹尖端受热膨胀,由于裂尖受到周围材料的刚性约束,在受热和冷却过程中会残留一个压缩塑性应变,其产生的残余应力可有效的抑制裂纹扩展。     

汽车转向节位置度综合检具的设计方法北大核心

为满足汽车转向节批量生产过程中对位置度的检测要求,提出了一种转向节位置度综合检具的设计方法,对检具基准的确定、坐标系的建立原则、检具图纸的标注方式以及检具精度的检测进行了详细介绍。经过与三坐标测量机测量结果对比,检具位置精度完全能够满足要求。     

Cr3C2颗粒增强型堆焊合金组织与性能分析

对加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织和性能进行了分析。添加Cr3C2的自保护药芯焊丝堆焊工艺性能良好,堆焊表面少飞溅,无裂纹气孔。通过对比实验研究发现,加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织细小,高温冲击韧性明显优于WC颗粒增强型药芯焊丝,合金组织中既有颗粒增强型药芯焊丝堆焊产生的颗粒增强相,又有高铬铸铁型药芯焊丝堆焊产生的高硬度初生碳化物,双重强化机制使堆焊层显微硬度达到含Nb高铬铸铁堆焊层的水平,平均硬度60 HRC以上。