电站凝汽器钛管断裂原因分析

电站在进行汽轮机试验时一根凝汽器钛管发生断裂。通过采取表面宏观检查、断口分析、材质检查等方法,对钛管断裂原因进行分析,并提出改进方案。结果表明:钛管的断裂性质为高周疲劳断裂,疲劳源位于钛管的焊缝位置;钛管断裂与蒸汽冲刷导致钛管振幅过大有关,从而在疲劳性能相对较差的焊缝处萌生裂纹源。通过增加防冲板的方式,可以有效避免类似故障。     

不同服役温度时间下IC10高温合金组织演变研究

在由于尺寸超差等因素报废的IC10高温合金叶片上进行取样，研究不同服役温度、时间对IC10叶片组织的影响规律以及对显微硬度的影响。结果表明:随热暴露温度和时间的增加，合金中二次γ′相的体积分数逐步降低，在1 120 ℃时，二次γ′相明显球化，体积分数开始显著降低，至1 200 ℃时，短时热暴露（40 h）二次γ′相的体积分数降低至12.96%，说明服役温度、时间对IC10合金的组织有着显著影响；经过热暴露实验后的IC10叶片硬度为HV 354.57～407.28 ，1 050 ℃时，由于基体强度的弱化，试样的硬度低于标准热处理态，随后二次γ′相开始回溶，1 200 ℃之后二次γ′相基本回溶，此时组织为更为均匀细小的三次γ′相，硬度反而升高。     

舰载机的腐蚀失效及其预防

介绍了舰载机点蚀、丝状腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和氢脆5种常见的腐蚀失效模式及其形成机理、失效现象与特征、影响因素等,列举了与设计、制造工艺、材料等因素相关的导致飞机构件腐蚀失效的典型案例,并根据案例的失效原因提出舰载机腐蚀失效的预防与改进措施,以及在设计、制造工艺和选材方面的一些建议。结果表明,飞机的腐蚀控制是一项系统工程,设计中需要充分考虑对导致腐蚀的因素进行有效控制,并注意细节防腐设计;飞机构件在进行合理的防腐设计的同时,材料的工艺状态和材料的选择与环境之间,及材料与工艺之间,应在防腐方面有科学严谨的匹配。     

ZL101铝合金的拉伸断裂特征

使用扫描电子显微镜和光学显微镜对ZL101铝合金的显微组织、拉伸断口及断口剖面进行了观察分析,研究了其拉伸断裂特征。结果表明:ZL101铝合金的拉伸断口为准解理特征,可见第二相(硅共晶体和AlFeMnSi相)沿断口分布;裂纹在第二相粒子的尖锐和凹角处(即应力集中处)萌生,并沿第二相扩展,该过程会拉开(拉断)第二相粒子,并使横向粒子产生变形;韧窝特征是由脆性第二相被拉开后发生塑性变形产生;舌状花样是裂纹沿一定取向晶面扩展,并造成颗粒相变形产生;撕裂棱是裂纹扩展至两个以一定角度相交的第二相时,扩展方向发生较大改变产生。     

Ti-1023钛合金连接件锻件折叠缺陷分析

对比分析了Ti-1023钛合金锻件折叠缺陷和铸锭内部缩孔经改锻后的缺陷差异.研究发现:Ti-1023钛合金折叠线性缺陷无明显宽窄变化、两端较圆钝,与表面呈一定角度嵌入基体,缺陷表面的氧元素含量较高,形成大量的氧化物颗粒;Ti-1023钛合金铸锭内部缩孔经改锻后的线状缺陷有明显的二次裂纹,且两端为明显的尖端,缺陷表面为自由表面特征,不含氧元素.     

磁记忆切向分量信号的检测试验

针对金属磁记忆切向信号检测方向难以确定的问题,提出同时检测切向平面上相互垂直的两个切向分量,采用矢量合成法进行合成,进而得到金属磁记忆最大切向分量的方法,并用ANSYS仿真对该分量的有效性进行验证。通过铁磁性金属构件拉伸试验对磁记忆切向分量信号与应力集中部位和应力集中程度的关系进行研究,并对磁记忆切向分量信号的K曲线进行分析。结果表明,采用矢量合成法合成的金属磁记忆切向分量信号可以作为金属磁记忆最大切向分量,能直观和准确地反映应力集中部位和应力集中程度。     

纳米压痕技术在工程材料研究中的应用

纳米压痕技术具有高灵敏度、操作简单等优点,可以在微纳尺度上获得块体材料、薄膜以及涂层等的多种力学性能参数。尤其随着材料基因组技术的推广,其将成为应用越来越广泛的力学性能表征方法。本研究介绍了纳米压痕技术的Oliver-Pharr方法原理,以及其在载荷-位移、硬度、弹性模量、断裂韧度、蠕变性能、残余应力、纤维界面性能表征方面的应用。在使用过程中仍存在一些问题需要注意和进一步研究:纳米压痕技术获得的力学性能参量需要考虑其测试模型的适用性;材料表面加工过程需要很高的技术及一致性,以最大减小甚至消除材料表面状态及物理特征对测试结果准确性和重复性的影响;由于测试位置较难精确定位,标准压头外形尺寸存在偏差以及设备本身的热漂移,纳米压痕测试重复性差。     

主桨叶大梁疲劳断裂断口定量分析研究

主桨叶大梁服役800 h多后发生断裂，当大梁裂纹穿透壁厚时，压力传感器无压差告警，引起后续大梁的持续扩展直至断裂。通过对大梁断口开展宏微观观察和断口定量分析，结合外场飞机载荷谱分析，给出大梁在不同阶段的扩展速率，并通过模拟桨叶裂纹扩展进行验证，获得主桨叶大梁的扩展寿命约为40个起落，萌生寿命为2097个起落，反推效果较好。通过断口定量给出的结果，弥补外场监测不到位的不足，为排故提供方向，为主桨叶大梁寿命评估和设制定检周期服务，可为大梁损伤容限进行评价，当裂纹穿透壁厚压力传感器告警后的损伤容限周期至少为10个起落。     

金属材料拉伸损伤的磁记忆表征

研究了18CrNi4A平板试样在不同拉仲载荷水平下磁记忆信号的变化规律，探讨磁记忆信号及其梯度的绝对值k与应力水平、应力集中程度间的定量关系。结果表明，利用各加载载荷下磁记忆信号减去未加载时磁记忆信号后的曲线过零点，以及Hp（y）曲线梯度的kmax位置，均可对试件应力集中位置进行有效判定，且梯度k与应力大小呈阶梯增长关系；在检测路径上，信号呈线性关系，随着拉伸应力的变大，直线的斜率在损伤各阶段呈先缓慢增加随后指数增长直至屈服，随后曲线斜率下降，直到断裂后磁信号发生激变规律性变化。     

航空材料组织与残余应力评价对中子散射与同步辐射技术的需求

航空材料是航空装备发展的基础，航空材料及其构件从研发、制造、服役、维修到重大事故（故障）的失效分析等全寿命周期中，检测与表征技术起着关键性作用。本研究以问题与需求为导向，结合具体案例，阐述了航空材料及其构件在新材料研发、构件制造、产品服役与可靠性评估、重大事故（故障）的失效分析中，现有检测手段存在如不能无损地开展构件内部组织结构、残余应力等表征与评价方面的不足，以及航空材料在组织结构、残余应力等表征与评价中对于中子散射和同步辐射大科学装置技术的迫切需求，提出了发展航空中子应力谱仪、加强中子散射与同步辐射技术在航空材料中的技术开发与应用研究等建议。