固溶时效处理对TB3钛合金冷镦紧固件组织与性能的影响

研究了TB3钛合金紧固件冷镦成形前固溶处理、冷镦后时效处理过程中的组织与性能变化。结果表明,TB3钛合金紧固件的合理工艺为820 ℃保温30 min空冷（固溶）+冷镦成形+650 ℃保温300 min空冷（时效）。采用合理的固溶时效处理工艺试制了TB3钛合金M5×15内六角螺钉,并对其进行了力学性能测试,抗拉强度达到1238.2 MPa,断后伸长率达到6%,满足钛合金紧固件技术要求。     

金属成形工艺在航空紧固技术上的应用

结合航空紧固件的制造工艺,介绍了挤压、镦粗和滚压强化等成形技术在紧固件制造上的应用。同时,介绍了利用残余压应力提高寿命的干涉连接和孔强化技术以及二者结合的应用。指出了金属成形技术是保证紧固件及相关结构性能的重要关键技术,强调了加强其研究的重要性和必要性。     

喷射成形Al—Zn—Mg—Cu系高强铝合金的组织与性能

利用喷射成形工艺制备了Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金材料,研究了热挤压工艺与热处理工艺对材料微观组织与力学性能的影响,在峰时效的情况下材料表现出了高的力学性能指标,抗拉强度达到754MPa,屈服强度达到722ＭＰa,断裂延伸率达到8%,与采用传统铸造变形工艺制备的同类合金相比（σb≥610MPa,σ0.2≥580MPa,δ≥4%),性能有了明显的提高。合金性能的提高与其基体中呈弥散分布的Mg7Zn3相有很大的关系,合金的主要强化机制是沉淀强化。     

高强Al-Ni系铸造铝合金的挤压铸造及强化机制

为了开发新的高强铸造铝合金材料,分别采用3种铸造工艺,砂型铸造、金属型铸造和挤压铸造,制备了一种以Al-Ni共晶体系为基础的AlZn6Ni4Mg2Cu铸造铝合金材料。研究了Ni元素、热处理和铸造工艺对其微观组织、力学性能的影响规律,揭示了其强化机制。结果表明:4%(质量分数)的Ni在该铝合金中形成了大量的共晶组织(α-Al+Al_3Ni),同时改善其力学性能和铸造性能,起到了共晶强化的作用;固溶和时效热处理导致Al_3Ni相的球化和MgZn_2相的时效析出,提高了该铝合金的强度;相比砂型铸造和金属型铸造,挤压铸造时该铝合金的晶粒和Al3Ni相最细小,力学性能最佳,抗拉强度为586 MPa,断后伸长率为3.5%。由此得出:AlZn6Ni4Mg2Cu铸造铝合金的强化机制为η(MgZn_2)相的时效强化和Al_3Ni相的弥散强化,挤压铸造加T6热处理后,该铝合金的力学性能达到最佳值。     

硅固溶强化铁素体球墨铸铁在汽车铸件上的应用

常规生产的QT450-10球墨铸铁件,产品力学性能及金相组织检验结果不能满足国外客户技术要求。根据客户材料标准中成分要求,结合本公司熔炼工艺及原材料特点,成功试制出了硅固溶强化铁素体球墨铸铁件,力学性能及金相组织达到客户要求。铸件已批量生产,取得良好的经济效益。     

超声滚压表面复合强化研究综述

超声滚压技术通过位错的湮灭和产生将晶粒细化至纳米级,提高了材料硬度和耐磨损等性能。探讨了如何进一步提升材料的使役性能,通过将超声滚压与其他处理技术相结合形成复合加工工艺,克服单一超声滚压处理工艺的局限性,如超过塑性变形的极限或过度强化带来的起皱、开裂和压溃等。超声滚压表面复合强化技术作为特种复合加工工艺,在零件高性能表面制造中具有明显优势。根据超声滚压在复合工艺中的位置顺序,分别介绍了超声滚压前端强化、同步强化和后续强化3种加工类型。超声滚压前端复合加工技术主要包括超声滚压复合物理气相沉积技术和超声滚压复合离子注入技术等。在超声滚压同步强化方面,讨论了声电耦合和温度场辅助超声滚压对变形层厚度和摩擦磨损性能的影响。在超声滚压后续强化方面,介绍了涂层复合超声滚压技术,讨论了它对涂层裂纹、孔隙以及表面粗糙度的影响。此外,分析了超声滚压对复合强化过程中材料微观组织演化和塑性变形的作用机制,总结了这些技术在改善表面强化效果和满足复杂服役要求方面的研究现状。最后,展望了超声滚压复合强化技术的应用前景和发展方向,强调了它在提高材料使役性能方面的研究价值和目标。     

市域轨道交通车辆转向架用紧固件现状及问题

本文简述了车辆转向架用的高强度紧固件现状及问题,从材料的技术要求、高强度紧固件等级及用材和紧固件材料生产流程、螺栓紧固件的加工工艺选择、低温性能与防腐,防松环节等因素分析,造成螺栓断裂失效的因素主要有螺栓材质不良、螺栓制造工艺不合理、设计选择的螺栓满足标准要求,但疲劳强度难以达到实际工况需求。应改变部分关键紧固件依赖进口、提高紧固件用钢的水平、从高纯净化,高均匀化及高精细化方面控制、在制造上优化热处理工艺,由此降低延迟断裂的危险性。     

电动机护环温锻强化工艺研究

阐述了电动机护环热锻、固溶处理、温锻强化等制造过程中的质量控制要点及采取的工艺措施,保证温锻强化后护环的力学性能指标及无损检测结果满足技术要求。     

转子材料电火花表面强化技术研究

电火花表面强化技术是通过电火花放电,将电极材料熔渗到基体材料表面,使该基材的表面物理化学性能和机械性能得到改善。针对传统的电火花表面强化技术存在强化效率低、强化层厚度较薄等问题,探讨了一种新型强化设备的强化特点和将来发展的方向。本文介绍了电火花表面强化技术的基本原理和工艺特点,概括了电火花强化设备、理论研究的发展和现状,分析了该强化技术的在机械、航空、船舶和电力行业的广泛应用并强调了在电力行业的重要应用尤其是汽轮机转子材料,并指出了其今后的研究方向和发展趋势。     

PDC石油钻头钎缝强度的研究

简述了深井钻探PDC钻头的复杂受力状态,根据钻头损坏形式解析了PDC失效原因,分析了影响PDC钎缝的耦合性因素,针对苛刻的工况条件开展了提高PDC钎缝强度和延长钻头寿命的研究。采用扩大固溶体区域、弥散强化等钎焊材料性能优化技术提高了钎缝的强度和耐磨性;通过前置处理、温度场平衡和后续处理技术,调控钎焊工艺获得了原位生成强化的钎缝。比较了几种钎焊材料和钎焊工艺制造的深井PDC石油钻头的失效特点,工程应用效果证明:强化型钎料可以满足复杂工况下PDC的苛刻要求,钎焊材料和配套的钎焊工艺延缓了PDC的损坏,强化的钎缝在PDC正常磨损报废后仍然完整有效。     

Warm forging of aluminium alloys: a new approach for time compression of the forging sequence

A new forging sequence, including a warm forging process, is proposed in order to obtain time compression in the production of forgings in heat treatable aluminium alloys. It offers the advantage of eliminating time consuming and expensive heat treatments. The proposed sequence consists of a solution treatment, followed by water quenching and then by warm forging that produces a fine precipitate structure characterised by high mechanical properties. The optimal warm forging condition was investigated by evaluating the strength and ductility values of the forgings by means of compression testing. The warm forging operation of the AA 6082 aluminium alloy, in the as-solutioned condition, at a temperature of about 240°C, after the natural ageing, provides mechanical properties that are almost coincident with those obtained after conventional forging sequences including an artificial ageing treatment. It was also observed that at such temperature the mechanical properties of the warm-forged parts are not significantly affected by the die speed.     

粉末冶金法制备镁基复合材料的力学性能和增强机理研究

为了探讨MWNTs对镁基复合材料力学性能的影响和增强机理,采用粉末冶金的方法制备了多壁碳纳米管增强镁基复合材料,对其力学性能进行了测试,并对显微组织进行了观察和分析.结果表明:碳纳米管在基体中呈束状分布,没有出现团聚现象;MWNTs与镁基之间并没有反应发生,碳纤维与镁基体并未在界面处形成碳镁化合物;它们之间是无任何化学作用的机械结合;复合材料的硬度随着MWNTs含量的增加而增加,强度也相应提高;镁基复合材料的强化主要来自增强体的强化作用、细晶强化和析出强化.     

硅电火花表面强化45钢组织性能的研究

为提高零件的表面性能,利用DM7132型精密电火花成型机,采用不同的电火花强化工艺,以硅作为强化电极在45钢表面形成一层非晶态合金强化层.用XRD、SEM等检测手段分析了电火花表面强化层成分、形貌、组织结构和性能,并通过摩擦磨损和腐蚀试验分析了强化层的耐磨性和耐蚀性.结果表明:在其它工艺参数相同的条件下,选择较小的峰值电流获得的表面质量较好,并在基体表面形成了10μm左右的非晶态合金强化层,强化层的耐磨性和耐蚀性显著提高.     

提高金属材料疲劳性能的强化技术

金属构件的疲劳失效是一种常见的结构破坏形式,改善金属材料的疲劳性能对其使用性能的提高有重要意义.介绍和论述了冷变形、激光表面处理技术和离子注入三种工业上用于改善金属材料疲劳性能的强化方法.     

Fast models for online-optimization during open die forging

One of the most important target parameters during open die forging is the microstructure, respectively the grain size. To guarantee the mechanical properties within the workpiece it is of high interest to predict the microstructure during the forging process. This paper details different semi-empiric models that ultimately help to predict the microstructure properties of a forged block. The results of the fast models show a good match with the slower FEA reference solution. The vision is, to use the developed models in an assistant system which suggests the optimal forging continuation and thus helps to optimize the forging process online.     

C-Mn钢船用锻件化学成分确定的简捷计算方法

在大量船用锻件生产的基础上 ,按其实测试验数据 ,找出碳当量与力学性能之间的统计规律 ,归纳出一种由性能确定化学成分的简捷计算方法 ,并以此指导生产 ,确保产品的力学性能达到技术要求。     

国产SA-299特厚板性能试验研究

对国产锅炉及压力容器用SA-299特厚钢板进行了力学性能和热处理工艺性能以及焊接工艺性能的试验研究。研究结果表明,国产SA-299特厚板常温力学性能能够满足标准要求,但高温力学性能低于标准要求。为了提高材料的综合力学性能,国产钢板应适当提高碳、锰含量。     

Effect of Zn Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Cast Mg-10Gd-3.5Er-xZn-0.5Zr Alloys

In this work, the effects of Zn content (0-2 wt%) on microstructural evolution and mechanical properties of cast Mg-10Gd-3.5Er-0.5Zr alloys are studied. The results show that the as-cast Mg-10Gd-3.5Er-xZn-0.5Zr alloys are mainly composed of Mg matrix and secondary (Mg, Zn)₃(Gd, Er) phases distributed along grain boundaries. With the increase in Zn content, the volume fraction of secondary (Mg, Zn)₃(Gd, Er) phases increases and the grains get refined. In the process of solid solution treatment, Zn addition can lead to the formation of long-period stacking ordered (LPSO) structures and the volume fraction of LPSO structures increases with Zn content. In addition, the Zn addition can reduce the vacancy formation energy and accelerate the diffusion rate of RE elements in Mg matrix. Because of the comprehensive effect of secondary phases and the accelerated diffusion rate, the base alloy and 2Zn alloy have less grain growth after solid solution treatment than that of the 0.5Zn alloy and 1Zn alloy. The precipitation process is also accelerated by enhanced diffusion rate. At room temperature (RT), the strengthening effect of β^'+ β₁ precipitates is more effective than that of LPSO structures, so the peak-aged 0.5Zn alloy exhibits the most excellent mechanical performance at RT, with yield strength of 219 MPa, ultimate tensile strength 296 MPa and elongation of 6.4%. While LPSO structures have stronger strengthening effect at elevated temperature than that of β^'+ β₁ precipitates, so the 1Zn alloy and 2Zn alloy have more stable mechanical performance than that of the base alloy and 0.5Zn alloy with the increase in tensile temperature.     

汽轮机组阀盖紧固螺栓断裂失效分析

采用宏观形貌和显微组织观察、化学成分分析、力学性能测试和冲击断口微观形貌观察等方法,对某电厂4号汽轮机组中压调节阀阀盖用20Cr1Mo1VTiB钢紧固螺栓的断裂原因进行了研究。结果表明,螺栓断裂的原因主要与长时高温运行引起的蠕变损伤有关。螺栓的许用工作温度(570 ℃)仅略高于汽轮机组的设计温度(566 ℃),裕度存在不足,且螺母端第一扣螺纹牙底处的应力集中程度较高,在长期高温和低速率应力集中的共同作用下形成蠕变孔洞,冲击性能逐渐下降,并最终引发蠕变损伤断裂。据此,建议对中压调节阀紧固螺栓及相应的垫圈材料配套进行等级升级。     

激光冲击强化对焊缝组织性能影响的研究进展

激光冲击强化(LSP)是一种典型的非弹丸撞击式表面强化技术,可有效提高金属材料的抗疲劳能力、抗腐蚀能力、金属耐磨性能和使用寿命,具有应变率高、效率高、强化效果好等优点。焊缝质量直接影响了焊接件的合格率,而焊缝强化一直是一个比较难的挑战。首先,介绍了激光冲击强化的加工原理,总结了激光冲击强化的影响参数及条件,包括激光功率密度、约束层和吸收层、激光冲击次数、光斑搭接率以及激光脉宽。控制强化工艺参数可以使焊缝显微硬度提升50%、残余压应力提升65%以上,大幅度提升抗拉强度,降低疲劳裂纹扩展。其次,综述了国内外研究人员运用激光冲击强化技术对不同材料焊缝强化的研究与应用,重点论述了激光冲击强化对焊缝力学性能和显微组织的显著强化效果,与未强化试样对比,强化后试样的各项性能明显提升。其中针对力学性能,详细分析了显微硬度、残余应力和疲劳裂纹扩展的变化情况,结合残余应力的理论研究、仿真分析、试验论证以及显微组织变化情况,认为激光冲击强化导致马氏体组织发生了碎化,提高了硬度,产生了残余压应力,引起了晶粒细化,进而有效控制了疲劳裂纹扩展,阻止了裂纹产生,提升了疲劳寿命。通过激光冲击强化不同工艺参数的协同作用,可以获得较高的残余压应力和硬度,引起动态再结晶、晶粒细化等微观组织演变以及位错运动,使焊缝力学性能和显微组织产生相互影响。分析认为,激光冲击强化技术是焊缝强化的有效焊接后处理工艺。最后,展望了激光冲击强化技术在焊缝强化领域中的应用前景。