超声化学原位合成（Al3Zr＋ZrB2）／A356复合材料的力学行为

利用超声化学熔体原位反应技术合成颗粒增强(Al3Zr ZrB2)/A356复合材料,通过SEM原位拉伸实验及其断裂表面研究分析复合材料的断裂行为。结果表明,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到403.61MPa、343.98MPa和8.9%,较未施加超声作用的复合材料分别提高16.09%、12.9%和32.83%;复合材料的室温拉伸断口SEM形貌表现出明显的韧窝断裂特征,为塑性断裂。裂纹的萌生机制主要有基体在滑移过程中的位错作用机制、内生Al3Zr和ZrB2颗粒脱落或破碎形成的空穴成核机制和基体缺陷诱发机制;由于内生增强颗粒微观分布上的不均匀性,当主裂纹扩展前方遇到颗粒密集区时,其扩展方向偏向颗粒贫化区,绕过颗粒密集区,并沿颗粒富集区与贫化区的界面向前扩展、延伸,形成宏观裂纹。     

PCD刀具超声振动辅助切削TiCp/TC4材料表面缺陷

研究微观角度下PCD刀具超声振动辅助切削TiC_p/TC4时,超声振动对材料表面缺陷的影响。基于ABAQUS/Explicit有限元软件,建立PTMCs二维切削微观非均质模型,开展不同体积分数下的多颗粒切削仿真;并采用仿真和实验相结合的方法,分析切削速度对切削温度变化的影响规律,阐述TiC_p/TC4在切削过程中的颗粒受力破碎过程,讨论同体积分数的TiC_p/TC4切削表面缺陷的表现形式。结果表明：超声振动切削时,切削温度始终较低,TiC_p/TC4表面缺陷表现形式多为颗粒切断和颗粒突起;且超声振动能有效阻断颗粒与基体间的应力持续传递,使应力优先在颗粒间传递,减小了基体变形,促使颗粒破碎,提升材料表面加工质量,同时验证实验结果与仿真结果相符。     

缺口对TC21钛合金全片层组织拉伸性能的影响

研究了缺口对具有全片层组织的TC21钛合金的拉伸性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察分析了其显微组织和断口形貌特征,计算出了不同退火状态下TC21合金的缺口敏感性系数,并建立TC21钛合金显微组织-缺口拉伸性能的定量关系。结果表明:缺口半径对全片层组织的TC21钛合金的拉伸强度和塑性有显著的影响;随缺口半径的增大,合金拉伸强度逐渐下降,塑性也降低,没有出现"缺口强化"效应;随退火温度增加,全片层组织的TC21钛合金的缺口敏感性减小;缺口对TC21合金的微观断裂机制影响不大,主要为准解理和延性断裂两种混合断裂机制,但随着缺口半径增加,合金断口的宏观特征脆性倾向越明显。     

铸态稀土镁合金的高温断裂机制研究

在DDL50电子万能试验机上进行Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr稀土镁合金不同温度试样的热拉伸试验,通过扫描电镜分析了试样的宏观断裂组织和微观组织。结果表明:随温度的升高,镁合金抗拉强度降低。在350℃时标准试样σ_b=115 MPa,在400℃时标准试样σ_b=59 MPa。当材料有缺口时,由于形成应力集中,材料的抗拉强度升高。在350℃时缺口R=5 mm试样σ_b=165 MPa,缺口R=20 mm试样σ_b=135 MPa。当温度不同,镁合金的断裂机制也不相同。原始尺寸对拉伸断裂机制也有较大影响。在同一温度下,随缺口半径的减少,断裂由韧性断裂逐步转变为解理断裂。缺口半径越小,应力集中越明显,越易形成脆性断裂。     

切削速度对切屑形态和加工表面微观形貌的影响

为了研究钛合金车削过程中切削速度和切屑形态特征对已加工表面微观形貌的影响。采用硬质合金涂层刀具车削钛合金TC4,研究了切削速度对切屑形态特征、已加工表面粗糙度和轮廓最大高度的影响规律,分析了切屑底部毛边形貌、已加工表面形貌与表面粗糙度三者之间的关系。结果表明:在切削速度40~120m/min时,切屑底边出现锯齿形毛边,且随切削速度增大锯齿越明显。切屑底部锯齿毛边的形成是造成已加工表面波峰损伤形成的主要原因。影响已加工表面粗糙度的微观形貌特征包括硬质颗粒、粘结现象和波峰损伤。因此,为了获得高质量的加工表面,加工参数选择时必须规避硬质颗粒和严重的粘结现象,并控制切屑底部毛边形态特征。     

PQF无缝管连轧辊断裂失效分析

无限冷硬球墨铸铁无缝管轧辊在服役过程中连续发生多起大面积深层破碎断裂事故,为查找轧辊发生断裂失效原因,对破碎块的断口宏观形貌、显微组织、化学成分及轧辊表面硬度进行了分析。结果表明:基体开花状石墨及长枝条状共晶碳化物和缩孔缺陷的存在是轧辊在轧制过程中发生瞬时脆性断裂的主要原因。     

芳纶纤维复合材料制孔表面缺陷机理及工艺试验研究

目的 减少芳纶纤维复合材料制孔的表面缺陷.方法 通过对芳纶纤维复合材料进行钻削试验,研究钻削过程中刀具的作用机理.通过不同切削速度和进给速度对制孔入口表面缺陷和孔内壁表面粗糙度的影响,研究制孔过程中的缺陷损伤,并进行相关评定.通过改变装夹工艺方式,研究装夹工艺系统的刚度对制孔表面缺陷的影响.结果 切削速度与进给速度对制...     

加载速率、缺口几何和加载方式对16MnR钢解理断裂行为的影响

通过实验和有限元(FEM)计算研究了加载速率、缺口几何和加载方式对16MnR钢解理断裂行为的影响. 结果表明, 该钢的解理断裂机理及相应测得的细观解理断裂应力σ_f和宏观解理断裂应力σ_F不随加载速率、缺口几何和加载方式发生变化. 不同缺口几何和加载方式试样的缺口韧性随加载速率的变化可以通过判据 σ_yymax≧σ_F预测. σ_yymax为缺口前的最大正应力, 可通过有限元计算得到. σ_F可作为一个工程缺口韧性参数用于含缺口类缺陷的结构完整性评定中.钢的σ_F值可用Griffiths--Owen缺口试样在一个温度和加载速率下获得.     

WC-Co硬质合金磨损性能研究进展

WC-Co硬质合金作为重要的耐磨材料,其不同工况下的耐磨性被广泛研究。本文对硬质合金耐磨性的测试方法、耐磨性与微观组织结构之间关系以及硬质合金在测试条件下和实际使用条件下的磨损机理进行了综合评述。WC粒度越粗、粘结相越多,硬质合金耐磨性越差。硬质合金一般存在以下磨损机制:粘结相的挤出与移除,WC颗粒的断裂与破碎,WC颗粒的脱落。矿用硬质合金的失效机制主要有:岩石覆盖层形成,岩石碎片与硬质合金形成混合层,岩石侵入硬质合金内部粘结相脆化与退化;硬质合金内微观裂纹的形成;WC颗粒内微观裂纹的形成;WC颗粒的氧化与腐蚀。     

20MnTiB高强螺栓断裂原因分析

通过化学成分检验、力学性能试验、显微组织检验、断口及螺纹牙表面的宏观与微观分析等方法对20MnTiB高强螺栓的断裂原因进行了研究。结果表明,造成断裂的主要原因是,滚丝成型阶段在第1节螺纹牙根部产生了表面缺陷。