铸态Ti-20Zr-20Al钛合金动态压缩力学性能与断裂机制研究

采用X射线衍射仪、金相显微镜、分离式霍普金森杆和扫描电镜等手段研究了Ti-20Zr-20Al钛合金在动态压缩条件下的微观结构、力学性能和断裂机制。结果表明,Ti-20Zr-20Al铸态合金由Zr基体相和TiAl/Ti₃Al针状相组成; 随着应变率增加,合金的抗压强度增加,失效应变显著增加; Ti-20Zr-20Al合金的断裂机制为解理断裂; 随着应变率增加,试验压缩断裂后碎片总数增大,平均粒径减小。采用DID模型模拟的材料碎片尺度与实验结果比较吻合,Grady模型与实验结果的偏差较大。     

显微组织对TC18钛合金应力控制低周疲劳性能的影响

研究了片状和网篮两种典型组织对TC18钛合金不同应力振幅下低周疲劳寿命的影响.结果表明:TC18钛合金低周疲劳寿命对显微组织的变化不敏感.在相同的应力振幅下,双态组织和片状组织的疲劳寿命基本相当.TC18钛合金的低周疲劳寿命N取决于加载的应力振幅,σmax与N之间呈对数关系,相关系数达0.99以上.     

[绿色制造工艺和系统]高端金属零件微铸锻铣复合超短流程绿色制造方法及其能耗分析

基于绿色设计体系结构分析了绿色设计制造理念在增材制造技术中的体现,针对高端金属零件传统制造工艺流程长与能耗高这两个瓶颈问题,提出一种金属零件微铸锻铣复合超短流程绿色制造方法,并以一航空起落架外筒零件的制造过程为例,通过理论计算比较了新方法与传统方法的能源和材料消耗。研究结果表明：制造该外筒零件,传统制造方法与微铸锻铣复合制造方法相比,前者的能耗是后者的33.3倍,前者的材料消耗为后者的6.7倍,后者的生产周期由数月缩短为数天。该方法的提出,为我国大型复杂锻件的生产提供了一种超短流程、节能省材的绿色制造新模式。     

起落架40CrNi2Si2MoVA钢螺桩断裂分析

起落架40CrNi2Si2MoVA钢螺桩在安装一段时间后发生了断裂。为确定螺桩断裂的原因,对断裂螺桩断口宏微观形貌、断裂螺桩及对比件的氢含量、材料的性能以及表面损伤等因素进行了检查,并对电镀工艺进行了评定。结果表明,裂纹主要起源于第一螺纹根部的机械损伤部位,源区以沿晶断裂特征为主,断裂件含氢量较高。综合分析认为。螺桩断裂性质为氢致延迟断裂,表面机械损伤对氢吸收和扩散的促进作用和40CrNi2Si2MoVA钢材料高强度所致的高氢脆敏感性是导致断裂的主要原因。     

动态加载时β钛合金马氏体相变研究

为了研究应变速率对β钛合金马氏体相变的影响, 采用分离式霍普金森压杆对Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe β钛合金进行了不同应变速率下(400~1 600 s^-1)的动态变形, 采用光学显微镜、电子背散射衍射和透射电镜研究了动态变形后的微观组织。结果表明, 提高冲击功和应变速率可以提高Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe β钛合金的屈服强度, 当应变速率为1 600 s^-1时, 屈服强度可达1 250 MPa。在动态冲击过程中, β晶粒中出现大量板条状α'马氏体, 马氏体的面积分数随应变速率的增加而增大, 说明应变速率对β钛合金的马氏体相变起着重要作用。应变速率会加速马氏体相变, 是因为随着应变速率增加, 马氏体的形核位置更多, 马氏体形成的吉布斯自由能降低。     

TC18钛合金双圆锥台试样热变形有限元模拟研究

以新型高强韧TC18钛合金为例, 研究了双圆锥台试样热变形规律。基于热模拟试验, 获得TC18钛合金的高温流变行为, 采用Arrhenius双曲正弦函数建立TC18钛合金的本构方程。对双圆锥台试样热变形进行有限元模拟, 获得了压缩后变形试样纵向截面的应变梯度分布。对比双圆锥台试样不同应变区域与相同变形条件下GLEEBLE热模拟试样的α相平均晶粒尺寸, 结果表明一个双圆锥台试样上可以快速获取多个不同应变条件的热变形组织。     

30Cr2MnSiNi2WMo钢组织研究

研究了不同温度回火后30Cr2MnSiNi2WMo钢的微观组织。结果表明,210 ℃回火后钢的组织为具有高密度位错的板条马氏体及与基体共格的M₂C;510 ℃回火后α相发生明显回复,M₂C长大弥散分布于基体。Cr含量的增加,Mo、W元素的加入,提高了30Cr2MnSiNi2WMo钢的回火抗力。     

7A09铝合金外筒零件开裂失效分析

针对某飞机起落架7A09铝合金外筒在机械加工过程中出现多件开裂的情况，通过ICP光谱仪、拉伸试验机、扫描电镜、光学显微镜和能谱仪等对铝合金外筒化学成分、力学性能、微观断口形貌、显微组织和显微硬度进行了分析，探究7A09铝合金外筒裂纹的形成原因及机理。结果表明，7A09铝合金外筒的裂纹是由锻造高温下形成的初始裂纹源，在后续镗孔机加和热处理过程中产生的加工应力和热应力作用下，沿分模面过烧组织开裂成目视可见的纵向裂纹；裂纹形成的主要原因可能与锻造过程中分模面局部温度过高导致的组织过烧有关，属于锻造工艺缺陷。