喷丸处理Q235钢中晶粒尺寸与残余应力的关系预测

作为优异的表面处理工艺,喷丸表面处理能够提高金属表面性能,被广泛应用于航天航空领域。为了研究喷丸表面强化的内在物理机理,建立了喷丸冲击的力学模型,应用DYNA软件研究弹丸速度、半径和弹丸数量等因素对残余应力的影响。进一步利用Zener-Hollomon参数模型和动态再结晶公式计算出理论晶粒尺寸,并讨论残余应力与晶粒尺寸的演化规律。分析结果发现:弹丸速度、半径和弹丸数量的增大会使残余应力变大而晶粒尺寸相对变小。但并未发现残余应力与晶粒尺寸之间存在定量关系,表明这两种强化机制相互独立。     

微粉金刚石表面镀钛对钎焊磨具性能的影响

在微粉金刚石磨具的制备过程中,金刚石热损伤和磨粒与结合剂间界面特性是影响磨具性能的主要因素。利用电铸与钎焊相结合的工艺把表面镀钛和未镀钛两种微粉金刚石磨料制备成磨具,并将其用于氧化铝陶瓷的磨削试验。通过对钎焊后金刚石磨粒与钎料的界面分析,磨削力、磨粒脱落率以及工件表面粗糙度的比较,探讨磨粒表面镀钛对钎焊微粉金刚石磨具性能的影响。结果表明,镀钛微粉金刚石表面镀层在钎焊过程中对微粉金刚石起到包裹隔离的作用,可以降低微粉金刚石的热损伤和石墨化;在利用两种钎焊微粉金刚石磨具磨削氧化铝陶瓷时,镀钛微粉金刚石磨具的磨削力较小,磨料的脱落率也较少,且工件表面粗糙度值更低。综合比较,磨粒表面镀钛后,可以减弱微粉金刚石的热损伤,提高磨具的磨削性能。     

Relationship Between the Depth of Drilling and Residual Strain Relief in Fiber Reinforced Composite Materials

The mechanical properties of fiber are quite different from matrix in composite laminates, and parameters, such as the angle of ply, and the temperature and pressure during composite forming, would play an important role in residual stress in the composite. The residual strains between layers depend on the forming parameters and their mechanical properties. In this article, grating rosette, Moiré interferometry, and step drilling-hole method are used to measure the relief strains when drilling each single laminate step by step, and find some relationship between the depth of drilling and residual strain relief in fiber reinforced composite material.     

凿岩机活塞残余应力和寿命关系的研究

针对活塞的失效形式,通过多次冲击试验、残余应力的测定、组织形态研究以及各种热处理工艺手段的控制,使活塞的使用寿命提高8倍以上,取得了明显的经济效益和社会效益.     

汽车板簧喷丸强化后残余应力和强度的关系及其衰减规律研究

研究了汽车板簧经喷丸后的残余应力对疲劳强度影响以及在不同载荷运转下残余应力的衰减规律。结果表明:疲劳运转过程中残余压应力会发生衰减,加载应力越大,大幅度衰减的周次数越低;在过载系数为1.2应力下运转尚未断的试样,残余应力衰减量相近,高应力的衰减量比低应力大;纵向应力比横向应力衰减快。     

固着磨料研磨对工件表面残余应力的影响

探讨了固着磨研磨中磨料尺寸，研磨压力和研磨速度等研磨参数对工件已加工表面残余应力的影响规律。发现了固着磨料研磨使工件表面产生的残余应力为压应力。当磨料尺寸增大，研磨速度提高时，残余应力增大。其增大速度随磨料尺寸增大而减小，随研磨速度的提高而增加。     

熔石英磨削的残余应力层深度预测研究

目的 磨削后工件表面残余应力处于裂纹层下方其位置隐蔽、不易检测,使用过程中受到应力作用易扩展成裂纹,影响后续工艺参数设计和工件使用寿命。因此,研究磨削后表面残余应力层深度有助于确定后续工艺加工余量,提高工件使用性能。方法 本文采用离散元法建立单颗磨粒磨削熔石英的离散元模型,研究磨粒粒径对工件亚表面损伤深度的影响。采用角度抛光法和差动腐蚀法测量熔石英亚表面裂纹层和损伤层深度,计算残余应力层深度并验证模型。结果 当磨粒粒径分别为7、14、28、40μm时,仿真得到的裂纹层深度分别为2.53、3.02、4.07、7.39μm,残余应力层深度分别为0.75、1.00、1.34、2.33μm;实验测得的裂纹层深度分别为2.51、3.14、4.65、8.16μm,残余应力层深度分别为0.86、0.93、1.31、1.87μm。由此可见,随着磨粒粒径的增大,工件表面的脆性去除愈加明显,表面质量变差,亚表面裂纹层深度和残余应力层深度增大。仿真预测裂纹层深度与实验值偏差小于15%,残余应力层深度偏差小于25%,残余应力层深度约为裂纹层深度的1/4～1/3,随磨粒粒径增大,比例逐渐减小。结论 离散元仿真可...     

Fe-Ni-B屏蔽涂层相组成及残余应力分布研究

采用大气等离子喷涂技术在321不锈钥表面制备了Fe70Ni27B3屏蔽涂层和Fe64Ni20B16/Ni-al梯度涂层.对两种涂层进行分层研磨后,分别采用机械抛光和电抛光处理,测试了涂层表面及内部不同厚度处的相组成和宏观残余应力.结果表明:涂层中具有中子屏蔽功能的含硼相在Fe70Ni27B3涂层中主要为Fe2B相,含有少量的Fe7B相;在Fe64Ni20816/Ni-Al梯度涂层中主要为FeB相,有少量的Fe2B相和Fe7B相.两种涂层表面的残余应力均为拉应力,沿涂层向内部的拉应力逐渐减小,至涂层/基体界面附近时转化为压应力.两种残余应力大小均不超过50 MPa,而梯度涂层由于减小了界面热失配程度以及降低了硬质铁硼相浓度,其残余应力大小在涂层厚度方向上均小于Fe70Ni27B3涂层.     

银复合钎料的结构特性和钎接头的应力消除

用金相分析和ＳＥＭ研究了Ｆ系列银复合钎料的结构特性和钎料合金组元在硬质合金和钢接头中的分布，用Ｘ光衍射法测定其余余应力分布，实验指出，使用Ｆ系列银复合钎料，对消除上述材料焊缝的残余应力的效果明显。     

Numerical Analysis of Residual Stress for Copper Base Brazed Stainless Steel Plate-Fin Structure

Copper base stainless steel plate-fin structure has been widely used as a heat exchanger in many fields. The nonlinear thermal reaction on the residual stress in brazing process of the plate-fin structure was studied in this paper. A finite element model (FEM) was proposed to simulate the heat transfer and the sequential residual stress generated in the plate-fin and filler metals based on thermal elastic-plastic theory. By the stress distribution in four paths marked in the structure obtained from FEM results, it is found that the maximum residual tensile stress occurs in the brazed joint next to the plate side and a crack would initiate in this region. Also, the first principle stresses of reference nodes were calculated and the conclusion is consistent with the simulation results. These results would provide some constructive instructions in the practical brazing procedure.     

基于Ag-Cu-Ti钎料的超高频感应连续钎焊金刚石界面结构及残余应力

采用Ag-Cu-Ti合金钎料,在不同的超高频感应连续钎焊工艺条件下实现了金刚石磨粒与大尺寸钢基体的连接。借助扫描电镜(SEM)对钎焊后的金刚石界面微观结构进行观察,采用Raman光谱对钎焊后金刚石的残余应力状态进行了测试分析。结果显示,超高频感应连续钎焊金刚石表面Ti C晶体的生成处于非平衡态的过程。随着扫描速度的变化,Ti C晶体呈现球状和岛状,偏离了理想的正八面体形态。钎料层内部出现富Cu枝晶组织,而在45#钢基体表层形成了马氏体组织。钎焊后的金刚石磨粒顶部受到残余压应力,最大值为500 MPa,磨粒底部受到残余拉应力,最大值为150 MPa,这种分布趋势与传统真空炉中钎焊方法获得的残余应力分布刚好相反。     

试样尺寸对Al2O3陶瓷／Nb钎焊接头应力场分布的影响

采用数值模拟的方法研究了试样尺寸对Al2O3陶瓷和Nb钎焊接头残余应力场分布的影响,研究发现试样尺寸变化会对接头的残余应力场产生一定的影响.当试样尺寸在高度H方向上不断增加时,残余应力分布趋势基本不变,只是应力峰值有所增加,且当高度H增加到一定值时(在本研究中H=10mm),其变化不再影响残余应力的分布,应力峰值不再增加.当试样尺寸在宽度W方向上增加时,残余应力也是呈现不断增加的趋势,当试样宽度W增加到25mm后,残余应力峰值开始下降.所以适当增加试样尺寸可有效降低试样中残余应力分布,对接头设计有益.     

钎焊单层金刚石砂轮的现存问题及其对策

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮 ,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现存问题 ,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度、钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案 ,即利用Ag -Cu -Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3 和Cr2 3 C7实现钎料层与金刚石间的高强度结合 ;通过砂轮地貌优化 ,优化出磨粒排布方式 ,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度的单层钎焊金刚石砂轮。     

喷砂嘴冲蚀寿命与磨料关系的研究

用碳化硅、白刚玉和棕刚玉三种磨料对硬质合金(YT15)喷嘴、SG4陶瓷喷嘴和B4C陶瓷喷嘴进行冲蚀磨损试验,研究了磨料性能对喷嘴寿命的影响,为工程应用中喷砂嘴的选用提供了理论指导.     

单层磨料凝胶抛光垫的加工性能研究

目的 研究单层磨料凝胶抛光垫的加工性能,为提高磨料利用率以及降低磨料对凝胶基体的破坏提供解决思路.方法 使用自行搭建的测力装置,对磨粒与基体的界面结合强度进行研究,分析磨料粒度和偶联剂对界面结合强度的影响,研究磨料粒度和结合剂厚度对磨粒附着的影响,并将制备的单层磨料凝胶抛光垫与常规多层磨料凝胶抛光垫分别在湿抛光和干抛光工艺条件下加工碳化硅衬底,对比两者的材料去除率、表面粗糙度和工具的磨损情况.结果 200/230目金刚石磨粒的界面结合强度是80/100目的4倍有余,添加偶联剂后,80/100目金刚石磨料与基体的界面结合强度提高了75％.粗粒度的W40多层磨料容易破坏凝胶基体的结构,而细粒度的W5单层磨料不会破坏凝胶基体结构,且单层磨料工具的凝胶体涂覆厚度应低于0.6 mm.湿抛光条件下,单层磨料工具能达到多层磨料工具的抛光效果;干抛光条件下,单层磨料工具的材料去除率相比多层磨料工具提升11.5％;湿抛光和干抛光条件下,单层磨料凝胶工具的耐磨性都显著强于多层磨料工具.结论 单层磨料凝胶工具在湿抛光条件下具有与多层磨粒凝胶工具等效的加工能力,但是在干抛光条件下,单层磨料凝胶工具的加工能力和使用寿命要显著优于多层磨料凝胶工具.     

Oxidation,Mechanical and Tribological Behaviors of the Ni/cBN Abrasive Coating-Coated Titanium Alloys

In order to improve the oxidation and wear resistance of blades tip of titanium alloys as well as the sealing performance of the gas turbine engine,a Ni/cBN abrasive coating was prepared on titanium alloys through composite electroplating.Oxidation,mechanical and tribological properties of the abrasive coating were investigated.Furthermore,the effect of the oxidation on the mechanical and tribological properties was also evaluated.Oxidation results revealed that the abrasive coating underwent slight oxidation within 700 ℃.Meanwhile,some intermetallic compounds,Ni_3Ti,NiTi and NiTi_2,were formed at the coating/substrate interface during oxidation.Due to the pinning effect of cBN particles and the different thermal expansion coefficients of the coating and substrate,the coating/substrate interface was cracked after oxidation at 700℃.Tensile results showed that the presence of coating reduced the strength of the alloy significantly at room temperature,while only marginal variations of the strength of the coated and uncoated specimens at elevated temperatures.Besides,the wear tests indicated that the coating had the excellent cutting ability and wear resistance,which can effectively protect the blades tip of titanium alloys.As the temperature increased,the wear resistance decreased due to the decrease in the mechanical properties of the Ni/cBN coating.     

热障涂层界面形貌尺寸与残余应力的关系

利用ANSYS有限元分析软件对热障涂层中的残余应力进行了模拟分析，得出了界面形貌尺寸与残余应力之间的关系。模拟结果表明，热障涂层中的残余应力是界面形貌尺寸的函数。这些结论为提高涂层界面结合强度的热障涂层界面造形提供了理论支持，也为热障涂层界面的优化提供了指导意见。     

非穿透激光深熔焊熔深与等离子体光信号的关系

对于非穿透激光深熔焊而言 ,焊接熔深是最重要的质量参数之一 ,对其进行实时监测具有重要意义。通过采集和分析激光焊接过程中等离子体光信号以探索焊接熔深的实时监测技术。研究结果表明 ,当激光功率不变时降低焊接速度 ,或焊接速度不变时提高激光功率 ,在焊缝熔深加大的同时 ,采集到的等离子体光信号强度亦呈明显上升趋势 ;在工艺参数不变的同一焊缝内 ,对应焊缝光信号的频谱图中存在明显主频 ,且随着焊接线能量的提高 ,主频率下降 ;同一焊缝内由于某些不稳定因素导致局部焊缝熔深变化超过 8%时 ,等离子光强明显下降 ,而对应该段信号的幅值谱不存在明显主频率。     

金属薄膜电阻率与表面粗糙度、残余应力的关系

针对磁控溅射Au金属薄膜,从实验角度研究了该薄膜电阻率与表面粗糙度、残余应力的关系,并对结果进行了分析.结果表明:薄膜电阻率随着表面粗糙度及残余应力的增加而增大.分析认为,晶体取向可能在金属薄膜力学性能和功能性之间有某种联系,并从应变能角度给予了解释.该结果为进一步探讨薄膜力学性能和功能特性的内在关系提供了研究基础.     

磨料微粉粒度组成检测数据的计算机处理

本文介绍了一种计算机处理磨料微粉粒度组成检测数据的方法和软件,操作人员只要输入检测得到的原始数据,该软件就能在普通的家用或办公室用计算机上准确,快速地完成数据处理,并自动打印出精美的符合GB／T 2481．2－1998年GB／T 9258．3－2000要求的测定记录表,粒度组成图和结果报告,该软件与磨料微粉粒度组成检测仪和检测方法配套,把我国的磨料微粉粒度组成的检测水平提高到国际先进水平。