离子渗氮层的接触疲劳性能试验与研究

对25Cr2MoVA钢离子尖氮处理后的滚子进行了高精度的接触疲劳试验，通过对数据的统计处理得到了该材料和工艺的接触疲劳P－S－N曲线及不同失效概率下的接触疲劳极限。此结果对工业设计有一定的参考价值。     

38CrMoAl钢离子渗氮微观结构的研究

为了研究38CrMoAl钢渗氮层的微观结构和Al在钢中的作用，用X射线衍射对比分析了38CrMoAl钢和32Cr2MoVA钢。结果表明，38CrMoAl钢中Al的分布极不均匀，使ε相在各个微区的点阵常数不同，并出现一些波长不同的调幅结构。     

高速钢的活性屏离子渗氮

利用活性屏离子渗氮技术对W18Cr4V高速钢进行渗氮处理,对其组织、硬度和渗层深度进行分析,并与普通直流离子渗氮作比较.结果表明,经活性屏离子渗氮处理后.渗氮层硬度梯度变得平缓.且最高硬度不在表面,而是在距表面一定距离处,这将能提高高速钢的耐疲劳性能,改善高速钢的内在质量.     

钽表面离子渗氮层的组织与结构

采用SEM,XRD,SIMS等手段对钽在氢与氮等离子体中形成的表面层的物相与组织进行了分析。试验发现,Ta表面在H、N等离子体中渗氮得到的渗氮层均匀、致密,由体心立方的超晶格TaN0.1和化合物Ta6N2.57及固溶体组成。     

TiAl基合金的辉光离子渗氮试验

研究了TiAl基合金的辉光离子渗氮。渗氮气氛为NH3,渗氮温度分别为850℃、900℃、950℃,渗氮时间分别采用2h到12h不等。结果表明:TiAl基合金经辉光离子渗氮后,在表面形成由氮化物层和过渡层组成的氮化层,氮化层形成速度明显快于高温气体渗氮。采用NH3气氛、900℃×9h工艺参数时,渗层厚度可达12μm,渗层的显微硬度值可达1097HV0.1。     

往复式压缩机进气阀固定螺栓断裂分析

对往复式压缩机的进气阀连接螺栓断裂失效情况进行分析,通过对其断口形貌、化学成分、力学性能和金相组织进行检测分析,发现螺栓的失效原因是在交变载荷的长期作用下,螺纹根部存在的原始缺陷以及紧固螺母与设备结合处螺铨的螺纹根部存在应力集中现象,使该部位形成裂纹源,最终螺栓发生疲劳断裂.     

压气机整流器叶片裂纹分析

发动机在累计试车13h14min后,发现压气机前排整流器38片叶片中共有21片叶片进气边存在裂纹。对存在裂纹叶片的宏、微观特征进行了观察与分析,并对叶片的金相组织、硬度、化学成分进行了检测。结果表明,发动机双排整流器叶片的开裂性质为疲劳开裂,叶片的疲劳开裂是异常振动应力,加之材料碳含量偏高和组织中大量网状铁素体的存在导致钢的疲劳性能下降,多种因素综合作用导致了疲劳裂纹的萌生及扩展。     

工件渗氮后的硬度与其调质硬度之间的关系

在生产实践中发现,一些中碳合金结构钢工件渗氮后的硬度与其调质硬度之间有一定的对应关系,也即调质硬度低,将导致渗氮后的硬度也偏低。从渗氮层组织结构的角度分析了42CrMo等合金结构钢渗氮硬度与调质硬度之间的关系。     

单向活门组件失效分析

某型飞机单向活门组件失效,本文主要对组件的活门板、弹簧和轴损伤的宏、微观特征进行了观察,对这三种材料的硬度进行了测试.结果表明,活门板与弹簧的断裂性质均为高周疲劳断裂,轴的异常磨损模式为磨粒磨损 粘着磨损.弹簧和活门板疲劳断裂的主要原因是弹簧的弹力值偏低,轴向上缺少限位装置也对其疲劳断裂起到了一定的促进作用.轴表面磨损的主要原因是弹簧和轴间的硬度不匹配.     

航空发动机高压压气机三级转子叶片掉角分析

航空发动机在工厂试车后,检查发现高压压气机第三级转子叶片出现掉角故障。对故障件进行组织分析和断口观察,确认叶片掉角的性质,对可能导致故障产生的因素进行分析。结果表明：断口呈现多源疲劳特征,裂纹起源于叶背处,源区未见明显的冶金和加工缺陷;但存在明显的碰磨,断口因受到研磨而变得光滑,能谱分析未见外来元素。分析认为,叶片与机匣之间的不均匀非正常碰磨使振动加剧,引起共振,致使疲劳在叶背处产生并扩展,促进疲劳裂纹的产生和扩展,最终导致掉角。     

42CrMo钢工件气体渗氮工艺改进

研究了42CrMo钢工件的基体硬度、化学成分及其偏析和渗氮工艺对渗氮层表面硬度和深度的影响.结果表明,42CrMo钢工件的渗氮温度以530℃为宜,提高基体硬度,控制原材料中影响渗氮质量的合金元素含量,均有利于提高42CrMo钢工件渗氮层的表面硬度,获得较为合理的白亮层和扩散层.     

摩托车发动机排气阀断裂原因分析

对断裂的摩托车发动机排气阀进行宏观、金相、化学及断口分析。结果表明,排气阀氮化过程中表面未形成具有抗蚀性能的致密ε相,导致其抗氧化性能下降,在工作过程中排气阀由于受到高温及氧化气氛的作用发生氧化腐蚀疲劳,最终导致断裂。     

空气预氧化与盐浴预氧化对盐浴渗氮催渗效果的对比

以45钢为试验材料,采用空气炉和盐浴炉两种方式进行预氧化,随后进行相同工艺的盐浴渗氮处理。对比分析两种预氧化方式对盐浴渗氮效率和组织性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、电化学工作站和扫描电镜对样品的显微组织、物相、硬度、耐蚀性和表面形貌进行了测试和分析。预氧化试样表层物相分析发现,盐浴预氧化和空气预氧化处理45钢表面均形成含有Fe_3O_4的氧化膜,但是随着保温时间延长盐浴预氧化处理试样表面氧化膜中的Fe_3O_4含量增速更快、含量更高,且具有更大的比表面积,在随后的渗氮处理中容易被还原。盐浴预氧化(350℃×45 min)后进行盐浴渗氮(560℃×120 min),化合物层厚度达到了20.8μm,显著地提高盐浴渗氮效率,是相同工艺参数空气预氧化后盐浴渗氮所获得化合物层厚的1.6倍。同时能改善渗层组织性能,耐腐蚀性能提高。     

激光辅助氮化工艺中的开裂行为研究

目的研究激光辅助氮化过程中,氮化层的开裂行为。方法利用CO2激光辅助氮化的方法在钛合金表面制备氮化钛涂层,观察氮化层的宏观、微观形貌,分析组织结构特征,测定氮化层残余应力,研究基体厚度、激光扫描工艺参数对氮化层表面形貌和裂纹情况的影响。结果钛合金经单道或多道激光氮化后,表面形成非均匀氮化钛层,其显微结构为沿主干轴交叉生长的枝状晶组织,存在数量和尺寸不等的显微裂纹。较薄试样经单道激光氮化后,表面呈现较低的残余压应力状态,较厚试样则以拉应力为主;试样经多道激光氮化后,整个氮化区表面均呈现残余压应力状态。结论枝状氮化层与基体组织高度结合,不易脱落,但受基体约束作用,氮化层内的拉伸热应力导致其冷却过程中形成微裂纹。随着试样厚度和氮化面积的增加,较高的热应力使得裂纹密度和裂纹尺寸增加,严重影响氮化层的质量。残余应力是热应力和相变应力叠加的结果,对于多道激光氮化工艺而言,大面积氮化使得相变压应力增加,同时后热效应使得热应力降低,最终呈现出残余压应力状态。     

船用柴油机排气阀的断裂失效分析

对船用4Cr9Si2钢断裂柴油机排气阀进行了金相组织、扫描电镜、金属流线及断口分析和硬度检测.结果表明,阀体材料的化学成分、断裂阀杆表面硬度符合产品的技术要求.断裂过程的形成是由中阀杆圆柱表面上的氧化皮向基体扩展作用不均匀,首先在阀杆表面形成浅沟形开裂,逐渐发展成较深的裂纹,最终导致阀杆的疲劳断裂.材料的断裂方式为高温腐蚀疲劳,断裂原因为材料的高温腐蚀疲劳性能不能满足排气阀高温腐蚀运行工况的要求.