医用酒精溶液对TC4钛合金力学性能的影响

在常温下对经医用酒精浸泡过的TC4钛合金试样进行单轴拉伸实验和超声疲劳实验,以研究医用酒精溶液对TC4钛合金力学性能的影响.单轴拉伸实验结果表明酒精对TC4钛合金的单轴拉伸力学性能影响极小,而经酒精浸泡再放置一段时间后,TC4钛合金的屈服强度有一定的变化.超声疲劳疲劳试验结果表明TC4钛合金经酒精浸泡后,其疲劳性能明显下降.酒精对TC4钛合金力学性能影响,是由于医用酒精降低了TC4钛合金内局部塑性,钛合金在酒精溶液中发生渗氢反应,使钛合金固溶氢浓度增加,在外载荷作用下,氢向材料缺陷处扩散富集,形成氢脆降低了材料局部塑性.     

轧制TA10钛合金管开裂原因分析

某两批次的TA10钛合金材料在轧制25mm×1.65mm管的过程中,在半成品和成品的内外表面出现了不满足标准要求的裂纹和缺陷。通过对材料进行理化检验及分析得出:镍、钼偏析使材料的物理性能不均匀,是产生该现象的根本原因。在熔炼过程中采用中间合金TiMo和TiNi作为配料溶入铸锭可以得到物理性能均匀、偏析程度低的TA10材料。     

超弹性镍钛合金血管内支架的有限元分析

镍钛合金由于其优良的机械性能和生物相容性已经被广泛的应用于生物医用领域,然而由于其超弹性为高度非线性的应力 应变关系,如何对其相关器械的性能进行分析与评价是设计人员面临的主要问题。本文介绍了有限元技术中镍钛合金材料模型的建立方法,并利用有限元软件 ANSYS8.0 分析了一种超弹性镍钛合金血管内支架的自膨胀过程。结论为支架释放后,将对支架端部血管产生较高的内应力,这容易损伤此处血管,引起血栓及内膜增生等问题;镍钛合金支架释放后,对应的应力水平只有 300MPa左右,远远小于不锈钢支架的应力值。因此,支架的柔顺性更好,对血管的刺激更小,这对于提高支架的植入效果将有很大的帮助;有限元技术可以方便的对镍钛合金器械进行模拟分析,这对于镍钛合金器械的研制与开发将有很大的帮助。     

医用高氮无镍奥氏体不锈钢的制备与生物相容性研究

主要探讨不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料对血管内皮细胞及血小板粘附的影响。通过溶血率和血小板粘附试验考察不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的血液相容性;通过MTT试验和细胞粘附试验考察不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的细胞相容性。结果表明不同含氮量的无镍奥氏体不锈钢材料的溶血率都低于国家标准的5%,对血小板粘附的影响不显著;粘附在高氮无镍奥氏体不锈钢材料表面的血管内皮细胞数量均多于钛合金材料,且细胞生长状态良好;细胞毒性试验表明,不同含氮量的高氮无镍奥氏体不锈钢材料和对照组钛合金材料对血管内皮细胞没有产生明显的毒副作用。     

锅炉HR3C不锈钢末级过热器管泄漏原因

某超超临界锅炉末级过热器管发生泄漏事故,通过宏观观察、化学成分分析、力学性能试验、金相检验和能谱分析等方法,对过热器管的泄漏原因进行了分析.结果表明:HR3C不锈钢末级过热器管材料中存在晶间氧化和原始内折叠缺陷,采用水浸法超声波检测未检出,运行过程中在缺陷部位产生应力集中并萌生裂纹源,裂纹在轧制过程中的交变应力作用下沿...     

20SiMn2MoVA钢高强度螺栓裂纹成因分析

20SiMn2MoVA钢高强度螺栓磁粉探伤时,发现有多条长短不一的裂纹。采用宏观分析、力学性能试验、化学成分分析、金相检验等方法对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:该高强度螺栓表面存在的裂纹属于锻造折叠缺陷,锻造过程中锻压工艺和变形量不均匀引起锻造流线不畅而形成飞边,最终导致锻造折叠缺陷的产生。     

钛合金冶金缺陷实例分析

对在工程实践中遇到的部分钛合金冶金缺陷实例进行了总结分析,并提出了相应的预防解决措施。实例分析结果表明：钛合金冶金缺陷形式主要有硬a缺陷、夹杂物、偏析、孔洞等。这些冶金缺陷主要是在钛合金的真空自耗熔炼过程中形成并遗传下的,且基本上可以通过提高原材料品质和改进熔炼工艺加以控制或消除。     

镍钛丝断裂原因分析

镍钛合金医疗器械产品里的镍钛丝在生产过程中发生断裂,采用化学成分分析、力学性能试验、洁净度测试、宏观分析、显微硬度测试和断口微观分析等方法对镍钛丝的断裂原因进行了分析。结果表明:在镍钛丝的编织加工过程中,丝材穿过固定钢套的弯曲区域时,加工硬化应力消除不够彻底,导致镍钛丝在承受较大的弯曲应力时,发生过载塑性断裂。     

车用2A12铝合金连接锻件变形规律分析与工艺设计

针对某种2A12铝合金车用连接锻件质量差,容易报废的问题,利用Deform仿真系统对该锻件的变形过程进行了模拟分析.根据模拟结果可知,锻件易报废是由于材料相对流动产生折叠引起的.鉴于此,在原工艺基础上增加了预锻工序,预成形后有效消除了材料的折叠缺陷.但同时又出现了锻件顶部枝叉充不满的缺陷,因此对锻模进行了优化,引入了阻...     

钛合金Ti6Al4V螺钉断裂原因分析

针对钛合金Ti6Al4V螺钉在装配过程中发生断裂的问题,分别采用电感耦合等离子体发射光谱法、扫描电镜与金相检验的方法,进行了化学成分分析、断口分析、表面形貌观察与显微组织分析。结果表明：螺钉的化学成分符合要求;螺钉先发生脆性开裂,后发生韧性断裂;螺钉的螺纹表面存在麻点、缺口与伤痕等缺陷。螺纹表面的麻点、缺口与伤痕等缺陷是因为螺纹在滚压成形的过程中由于磨具和材料润滑不好,发生了粘连和嵌入而形成的。其中根部表面形成的一处严重伤痕在螺纹受力过程中产生应力集中,形成裂纹源并断裂。     

HPB300钢筋表面缺陷原因分析

某HPB300钢筋表面出现了翘皮、裂纹、折叠、掉肉等缺陷,通过宏观分析、化学成分分析、金相检验、扫描电镜以及能谱分析等方法对表面缺陷形成的原因进行了分析。结果表明:大量的非金属夹杂物是造成翘皮和裂纹缺陷的主要原因,轧辊槽形状不规则是产生裂纹的另一原因;轧制过程的前面道次出现耳子或者过充满导致产生折叠缺陷;轧制过程中外界金属或其他物质落在轧件表面,在后期加工过程中又脱落形成了掉肉缺陷。     

钛合金动态塑性变形过程中绝热剪切带的形成机理

材料在应变速率高于102 s-1时的塑性变形被称为动态塑性变形.区别于准静态塑性变形,动态塑性变形涉及的复杂的高度局域化变形机制对材料的性能与寿命具有显著影响.绝热剪切带作为材料动态塑性变形过程中产生的特殊的变形结构,它对材料性能的影响引起了人们的高度关注.钛合金具有优良的力学性能,被用作结构材料,广泛应用于诸多行业,由于应用面广,钛合金会经常面临动态载荷产生绝热剪切带而失效,从而缩短使用寿命.因此,研究钛合金中绝热剪切带的形成机制对延长钛合金的使用寿命,改善钛合金的力学性能具有重要意义.然而,由于动态塑性变形的瞬时性、内部应力的复杂性等,还原绝热剪切带的形成过程具有相当大的难度.同时,钛合金结构的复杂性、变形过程中相的不稳定性等因素均提高了观察其内部绝热剪切带的难度.通过大量的实验观察与模拟计算,目前较为普遍的观点为钛合金中绝热剪切带的形成机制为动态再结晶.而动态再结晶的过程目前有四种主流的观点,分别是传统动态再结晶、连续动态再结晶、孪生动态再结晶与相变诱发动态再结晶.针对不同的动态再结晶方式,研究者们建立了基本的变形模型与理论依据,并找到了一定的实验证据.本文通过总结近年来学者们对钛及钛合金动态塑性变形行为研究的典型成果,重点介绍了绝热剪切带的形貌与性能及其形成的不同机制.同时对钛合金中绝热剪切带的几种不同的形成机制及其研究中存在的问题进行了分析讨论,旨在为未来的研究探索提供有用的参考.     

考虑横向曲率的超弹性铰链纯弯曲非线性力学建模与实验EI北大核心CSCD

超弹性铰链依靠自身大挠度弹性折叠存储的弹性势能实现弹性展开,在卫星天线、太阳翼和空间探测任务中具有重要应用价值。基于Calladine壳体理论和冯卡门薄板大挠度理论,提出了纯弯曲状态下各项同性材料超弹性铰链的总应变能解析模型。该模型综合纵向拉伸、纵向弯曲和横向弯曲曲率的影响,并利用最小势能原理推导出非线性弯曲力矩;通过数值研究分析几何参数对峰值力矩的影响,搭建试验平台验证解析模型的准确性;加工12种不同曲率半径、厚度和中心角的镍钛合金超弹性铰链样件;通过试验测量出每个样件在同向和反向弯曲准静态折叠时的峰值力矩,验证了理论模型的准确性。该研究可以用来分析和测试其它类似薄壁超弹性铰链在纯弯曲状态下的峰值力矩,对于设计超弹性铰链具有重大意义。     

钛合金表面电镀纳米镍层厚度的优化设计

在Ti6Al4V合金表面电镀适当厚度的纳米纯镍,是提高其表面强度和耐磨性的一种行之有效的方法.作为一种整体结构件,在实际应用中镍硬化层的厚度对部件的内应力分布以及尺寸稳定性有着重要的影响.为确定钛合金表面镍硬化层的合适厚度,利用纳米显微力学探针测量了材料的弹性模量,采用ANSYS有限元软件,对钛合金表面电镀纳米镍硬化层在受压情况下的应力分布进行了分析,并以此对纳米镍硬化层的厚度进行了模拟设计.研究表明:当电镀纳米镍硬化层厚度在0.25～1.25 mm范围时,最大等效应力发生在钛合金和镍之间,容易引起界面处裂纹的产生;合适的电镀纳米镍硬化层厚度范围应在1.25～2.5 mm,最佳厚度约为2 mm.     

热机械循环方法对训练NiTi合金双程形状记忆效应的影响

采用4种典型的热机械循环方法训练获取具有双程形状记忆效应的镍钛合金丝,从双程形状回复量、高温相形状、低温相形状和相变温度的变化等方面系统研究了训练方法对双程形状记忆效应训练效果的影响.结果表明,在不同训练方法中镍钛合金丝被加载应变时所处的物质相态的差异是造成不同训练效果的主要原因,其中在马氏体相变过程中因加栽引入的位错最有利于双程形状记忆效应的形成.     

生产过程中风力发电机塔筒钢板开裂原因

某风力发电机塔筒钢板在压制成筒形过程中发生开裂。通过宏观观察、断口分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验及低倍检验等方法对风力发电机塔筒钢板的开裂原因进行了分析。结果表明:钢板板坯上存在裂纹类的缺陷,在加热炉中发生了氧化和脱碳,经过轧制后形成了折叠裂纹。在随后的钢板压制成筒形过程中,钢板外弧表面受到拉应力作用而发生开裂。     

考虑横向曲率的超弹性铰链纯弯曲非线性力学建模与实验

超弹性铰链依靠自身大挠度弹性折叠存储的弹性势能实现弹性展开,在卫星天线、太阳翼和空间探测任务中具有重要应用价值。基于Calladine壳体理论和冯卡门薄板大挠度理论,提出了纯弯曲状态下各项同性材料超弹性铰链的总应变能解析模型。该模型综合纵向拉伸、纵向弯曲和横向弯曲曲率的影响,并利用最小势能原理推导出非线性弯曲力矩;通过数值研究分析几何参数对峰值力矩的影响,搭建试验平台验证解析模型的准确性;加工12种不同曲率半径、厚度和中心角的镍钛合金超弹性铰链样件;通过试验测量出每个样件在同向和反向弯曲准静态折叠时的峰值力矩,验证了理论模型的准确性。该研究可以用来分析和测试其它类似薄壁超弹性铰链在纯弯曲状态下的峰值力矩,对于设计超弹性铰链具有重大意义。     

基于 Deform-3D 的车用下轴套零件冷挤压模具结构优化设计

目的分析挤压成形中车用下轴套零件成形表面出现的折叠缺陷,优化挤压上凹模的底部出口斜度、下凹模的入口斜度和挤压深度等主要成形工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件,对汽车下轴套零件的冷挤压成形工艺进行了系统的有限元数值模拟试验。结果挤压成形模具结构设计不合理,导致在成形过程中模具分型面处金属出现汇流并形成折叠。结论通过优化挤压模具结构,使金属成形良好,无折叠缺陷出现,最终获得了较为合理的冷挤压模具结构。     

医用TC4ELI钛合金板材缺陷分析

某医用TC4ELI钛合金板材在进行低倍检查时发现其存在贯穿的亮带缺陷,通过金相检验、扫描电镜分析、能谱分析和硬度测试,对缺陷种类和形成原因进行了分析。结果表明:该缺陷为富钛+间隙元素偏析缺陷,是由钛合金铸锭生产过程中海绵钛粒度不均匀、中间合金混料分布不均匀导致的;建议通过控制原料和熔炼工艺来减少或消除该缺陷。     

气门弹簧早期断裂原因

某公司生产的气门弹簧在用户安装使用几小时后即发生早期断裂.采用宏观观察、微观分析、金相检验及硬度测试等方法对气门弹簧的早期断裂原因进行了分析.结果表明:气门弹簧表面存在折叠裂纹缺陷,该缺陷是在原材料轧制过程中产生的.在交变载荷作用下,折叠裂纹尖端的延伸部分成为疲劳裂纹源并不断扩展,从而造成气门弹簧早期疲劳断裂.