不锈钢板翅结构钎焊残余应力对蠕变的影响

利用有限元法,对微小尺寸的镍基钎焊不锈钢板翅结构进行600 ℃下的蠕变有限元分析,讨论钎焊残余应力对蠕变变形的影响.结果表明,由于镍基钎料BNi-2和不锈钢母材SS304力学性能的差异以及钎焊夹具的约束作用,钎焊后在接头处产生了较大的残余应力,对不锈钢板翅结构高温下的蠕变行为产生很大影响,在强度设计中不能忽略.初始应力和蠕变应变的分布规律具有一致性.隔板和翅片具有不同的应力应变分布特征,隔板侧的蠕变开裂的倾向比翅片大.钎角处蠕变应力和应变集中,易萌生蠕变裂纹.研究结果为不锈钢板翅结构钎焊接头的高温强度设计提供参考.     

尺寸因索对钛合金高温蠕变性能的影响

蠕变性能是评定金属及合金高温性能指标之一,对某些重要工程设计上是极为重要的数据。目前,在蠕变试验中,我国、美国、苏联、英国、日本等一般以直径为10毫米、标距100毫米为标准试样,但对贵重的金属和合金来讲,希望采用直径8毫米、5毫米等比较小的试样。然而,这些小试样能否真实反映材料的蠕变性能,则需要进一步探讨。所以,研究尺寸因素对材料蠕变性能的影响是很必要的,通过试验,摸出规律,以便进一步确定我国金属和合金蠕变试验所用试样的尺寸标准。     

钛合金材料室温拉伸试验影响因素的研究

通过试验分析,研究对比同种材料不同设备、取样位置和方向、拉伸速率、控制方式、试样平行长度段、加工方式等对性能数据的影响。研究结果表明,取样位置和方向、加工方式是影响钛合金力学性能的主要因素,其他因素的影响可以忽略。分析认为,取样位置的选取和加工工艺的优化,同时保证试样加工的质量,是确保拉伸数据准确必不可少的重要控制环节。     

ZM6镁合金铸件夹杂物表征及其对拉伸力学性能的影响

夹杂是影响ZM6镁合金铸件力学性能的重要因素。通过拉伸试验测试含有夹杂缺陷ZM6镁合金的力学性能,对试样断口宏观形貌和微观形貌进行观察,测量夹杂物尺寸,定量研究夹杂物的等效直径对抗拉强度和伸长率的影响,建立抗拉强度和伸长率分别与夹杂物等效直径之间的函数关系,并采用ANSYS软件建立含有不同夹杂物尺寸的ZM6镁合金有限模型。结果表明：ZM6合金中的夹杂物主要为氧化镁;等效直径能够很好的表征夹杂物尺寸,随着夹杂物等效直径的增大,抗拉强度和伸长率会随之降低;有限元模拟表明夹杂物和基体界面位置存在明显应力集中,且位于基体较薄界面位置,可较准确预测含不同尺寸夹杂物的合金拉伸性能,拉伸应力应变曲线偏差5%之内,抗拉强度预测误差小于10%。     

试样制备对力学性能实验结果的影响

对工作部分不同宽度的扁平试样、不同直径的圆试样、粗糙度不同的圆试样进行拉伸试验,分析这些因素对性能试验结果的影响,找出其中的影响规律.最终得出在试样制备过程中,试样的取样、试样尺寸和试样粗糙度对材料力学性能的影响趋势.     

激光直接沉积界面超声反射与力学性能关系研究

通过对激光直接沉积制备的FGH96粉末高温合金与K441高温合金界面超声回波的研究,分析界面回波高度变化的原因,在不同回波高度位置取样进行室温拉伸性能测试,断口观察并利用EBSD测量K441高温合金的晶粒取向。结果发现,不同回波高度位置取出的试样拉伸性能差异不大,回波高度与拉伸性能无明显相关性,试样回波高度的变化主要是由于K441高温合金粗晶粒取向不同造成的,FGH96粉末高温合金/K441高温合金界面可能产生φ1.2 mm平底孔当量的伪缺陷显示。     

室温拉伸试样尺寸的变化对力学性能参数值的影响

通过试验研究了45~#钢板不同拉伸板型试样(宽度改变)的拉伸性能。试验表明:板状拉伸试样变化对拉伸结果有一定的影响,屈服强度根据截面积的变化而稍有改变,抗拉强度则基本保持不变。分析认为,与标准拉伸尺寸相比,板型拉伸试样的抗拉强度与试样尺寸关系不大,屈服强度略有不同,伸长率受原始标距和平行长度的影响,建议测定断后伸长率时标明具体的原始标距长度数值,板型拉伸选取试样宽度与板材厚度接近为宜。     

不同固溶冷速GH4096高温合金在高温蠕变测试中γ′相的演变行为

采用5种常见的冷却方式对析出强化型GH4096高温合金进行固溶冷却,分别制备了5种冷速下的标准尺寸涡轮盘挡板件。试样在700 ℃、690 MPa下进行高温蠕变测试,比较了5种冷却工艺下GH4096高温合金的性能。通过引入一种新颖的原位统计表征手段,以图像的形式跨尺度地实现了对合金材料中的强化相——一次、二次、三次γ′相的原位观察和统计定量分布观察,并比较和探讨了高温蠕变前后材料中γ′相形貌和尺寸分布的变化。结果表明:5种冷速方式得到的GH4096高温合金均展现较好的高温蠕变性能。5种工艺下的材料中γ′相分布密度为210~260个/μm²,经过高温蠕变测试以后,γ′相数量显著减少,γ′相分布密度降为150~200个/μm²。其中γ′相密度的降低,主要是由直径小于36 nm的γ′相减少所导致。     

钎缝厚度对不锈钢板翅结构蠕变的影响

利用有限元软件ABAQUS,建立不锈钢板翅结构高温蠕变的有限元计算模型,讨论钎缝厚度对蠕变的影响.结果表明,钎缝厚度对蠕变的影响很大.由于钎料和母材力学性能的不匹配,导致不锈钢板翅结构产生了复杂的残余应力.随着钎缝厚度的变化,残余应力发生变化,从而对蠕变产生影响.在钎缝区域,随着钎缝厚度增加,焊态残余应力降低,导致蠕变应变降低,接头强度提高.在垂直于隔板的翅片区域,钎缝厚度对焊态残余应力没有影响,蠕变变化很小.在隔板区域,随着钎缝厚度增加,焊态残余应力降低,导致蠕变应变降低.研究结果为不锈钢板翅结构高温强度设计提供参考.     

热处理对SLM316L不锈钢螺旋微丝微观组织和力学性能的影响

通过显微镜观察、拉伸试验和显微硬度试验分析了不同热处理参数对激光熔化(SLM)制成的螺旋微直径丝(SS316L-HMDW)的组织和力学性能的影响。结果表明:热处理后,SS316L-HMDW试样的微观组织发生明显变化,激光熔池消失,各向异性减小,力学性能提升;在不同保温时间下,SS316L-HMDW试样的晶粒尺寸随保温时间有不同程度地增加;随着热处理保温时间的增加,SS316L-HMDW试样的屈服极限和抗拉强度降低,伸长率增加,拉伸试样的断裂表面均为延性断裂,凹坑变大。经1200 ℃保温2 h热处理后,SS316L-HMDW试样的组织和力学性能均有显著变化,抗拉强度由585 MPa降低至398 MPa,屈服强度由40 MPa降低至25 MPa,伸长率明显增加至268%,试样的可塑性和韧性得到了增强。     

卷取后温度场对低碳微合金钢组织和性能的影响

通过在工业生产的热轧卷不同位置取样进行力学性能和显微组织分析,研究卷取过程中冷却速度的差异对低碳微合金钢组织性能的影响。结果表明:不同部位试样的显微组织均为形态各异的铁素体和M/A岛;随着取样部位由钢卷外部向内部变化,等轴铁素体比例增加,并且晶粒尺寸增大,M/A岛减少;钢卷外部试样的(Nb,Ti) C析出物尺寸小,数量较少,其力学性能较差。温度场模拟分析表明,沿热轧卷长度方向冷却速度变化较大,导致钢卷内部第二相粒子析出数量增加,因此随着取样位置由钢卷外部向内部变化,试验钢屈服强度和拉伸强度显著增加,伸长率变化不大。     

拉晶速率对DZ125合金微观组织及蠕变性能的影响

在不同的拉晶速率下制备定向凝固DZ125合金,利用扫描电镜对合金试样微观组织进行观察,并测定合金试样在980℃/235 MPa条件下的蠕变曲线,研究了拉晶速率对DZ125合金显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:当凝固拉晶速率为1 mm/min时,合金中MC型碳化物为片状结构,尺寸较大,随拉晶速率增加,碳化物尺寸降低,由长条薄片状转变为块状。合金中的γ′相尺寸随拉晶速率的增大略有减小。测定出拉晶速率为1 mm/min、3 mm/min和5 mm/min合金在980℃/235 MPa条件下的蠕变曲线表明,低拉晶速率合金具有较小的初始伸长量,稳态蠕变阶段应变速率较大。试验条件下,高拉晶速率制备合金试样具有较长的蠕变寿命和较高的伸长率,合金蠕变期间裂纹萌生主要发生在碳化物处。     

基于微创技术的P92材料高温拉伸试验研究

利用万能拉伸试验机进行了P92材料微型试样和常规试样的室温及高温拉伸试验研究。结果表明:微型小板试样无论在室温还是高温拉伸试验中均具有较高的数据稳定性。室温试验下与常规板试样相比,微型板的试样抗拉强度、屈服强度、总伸长率略低,均匀伸长率较高。在高温试验下,微型板试样的抗拉强度和均匀伸长率略高,而屈服强度和总伸长率偏低。     

热处理对一种镍基单晶高温合金高温蠕变性能的影响

对[001]取向的一种镍基单晶高温合金进行了1050℃,160MPa的拉伸蠕变试验.结合合金性能数据和变形形貌、位错组态的观察,分析了不同热处理制度对合金在高温低应力条件下蠕变性能的影响.结果表明,尺寸为0.4μm左右、规则排列的立方γ,具有较好的高温蠕变性能,而较小的γ,和较大的γ,均不利于合金在高温下的蠕变性能;二次时效处理对提高合金高温蠕变强度的作用不大;筏形组织的完善程度影响合金高温下的蠕变性能;二次y,相不利于提高合金高温蠕变性能.     

激光选区熔化316L不锈钢的组织与性能

使用自行制备的316L气雾化粉末和选区激光熔化设备,制备了316L不锈钢试样,并获得了优化工艺参数。结果表明,扫描间距对试样的致密度和性能有明显影响。在激光功率280 W、扫描速度950 mm/s、扫描间距0.1 mm时,能实现致密316L不锈钢的打印成形,获得的试样抗拉强度达到636.1 MPa,伸长率达39.5%,无缺口冲击值达172.0 J。     

激光冲击强化TC17钛合金室温和高温拉伸性能研究

目的分析激光冲击强化对钛合金室温和高温拉伸性能的影响。方法用YAG纳秒脉冲激光器对TC17钛合金板状拉伸试样表面进行双面激光冲击强化,脉冲能量为25 J,脉冲宽度为15 ns,光斑尺寸为4.2 mm×4.2 mm,搭接率为10%,强化1次。通过室温及400℃下拉伸试验,获得强化前后试样的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率,利用X射线衍射法测试拉伸前后试样表面的残余应力,并在扫描电镜下观察拉伸试样断口微观形貌。结果室温拉伸试验时,激光冲击强化对TC17钛合金的室温抗拉强度和伸长率几乎无影响,但强化后的室温屈服强度下降约6.1%,有/无强化试样均没有明显的屈服点,距离强化试样断裂位置10 mm的表面残余压应力较拉伸前下降约12%。400℃拉伸试验时,激光冲击对TC17钛合金的高温抗拉强度和屈服强度均影响较小,有/无强化试样均出现明显的屈服点,距离强化试样断裂位置10 mm的表面残余压应力较拉伸前下降约44%。结论激光冲击强化在TC17钛合金表面引入显著的残余压应力分布,对屈服强度具有一定程度的影响。强化后试样的屈服强度与拉伸过程中残余压应力松弛速率有关,室温拉伸过程的残余应力松弛较高温拉伸过程慢,试样内部的平衡拉应力区更容易先发生屈服。这是造成室温拉伸屈服强度小幅降低的主要原因。     

利用SEM-EBSP研究多晶体材料高温蠕变损伤组织的不均匀性

研究了多晶体材料在高温蠕变下的空洞出现位置和损伤特点,认为同一组织下空洞的出现及蠕变损伤的位置与晶粒尺寸有关系,晶粒尺寸小的部位易发生损伤。使用电子背散射衍射技术研究了不同损伤位置附近的亚结构形成情况,结合亚结构、晶界滑移、晶粒尺寸与材料变形协调性等材料变形特点,对蠕变损伤机理进行了探讨。     

选区激光熔化316L不锈钢的各向组织与性能

对采用选区激光熔化(SLM)制备的316L不锈钢增材制造试样进行了横向、纵向力学性能与微观组织分析。结果表明,增材制造SLM试件亚结构组织由尺寸为0.4 μm左右的胞状组织所构成,组织之间无明显的成分偏析,纵向与横向拉伸强度分别达到808和713 MPa,在经过1050 ℃热处理后,原组织中部分胞状组织消失,纵向及横向强度分别下降到673 MPa及579 MPa,增材制造试样相对传统热轧试样(550 MPa)具有明显的强度优势。SLM试样组织中存在未熔合缺陷,缺陷几何形状的方向性对其在拉应力作用下连接成裂纹有显著影响。热处理后缺陷长度方向与拉伸应力平行的纵向试样伸长率达到47.5%,横向试样伸长率为20%,伸长率指标均显著低于热轧316L钢试样,未熔合缺陷是导致3D打印试件塑性指标降低的主要因素之一。     

高强汽车大梁钢折弯开裂原因分析

为分析热轧高强汽车大梁钢折弯时发生开裂原因,分别在试样折弯开裂位置及中部正常无开裂位置取样,观察试样的微观组织形貌,结果表明,正常试样和开裂试样相同方向截面位置均未发现夹杂物超标、细微裂纹以及组织异常问题;进一步对试样进行稀盐酸冷酸腐蚀,腐蚀结果发现,孔内存在平行于开裂方向的裂纹,分析认为折弯位置存在冲孔及孔内微裂纹是导致折弯开裂的主要原因。     

焊缝界面对蠕变断裂力学参量的影响

目前高温断裂力学参量的推定主要是基于材料均匀性的假定,但在工程实际中无法回避由焊接引发的材料不均质问题。在存在焊接界面的情况下,如何得到可靠的高温断裂力学参是以合理描述蠕变裂纹扩展,是结构完整性评价所面临的挑战。作者研究材料性能不匹配对单轴带焊缝试样的应力场及时间相关断裂力学参量的影响,检验了基于加载线位移的Ｃ估算公式适用性。计算表明在大范围蠕变条件下带硬焊缝试样的Ｃ值比单一焊缝金属的Ｃ值高得多。