低碳高合金钢和高锰钢冲击腐蚀磨损特性研究

采用改进的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机,模拟湿磨工况条件,对新型衬板材质低碳高合金钢和传统材质高锰钢的抗冲击腐蚀磨损特性进行了研究。比较两种材料试样在一定时间内的失重变化情况,表明低碳高合金钢的抗冲击腐蚀磨损性能优于高锰钢。另外分析了冲击腐蚀磨损面形貌、磨面表层及亚表层的状态变化,发现两种材料的冲击腐蚀磨损机制有明显差异,并且都随时间变化而发生转变。     

以Mn代Ni对低碳高合金钢组织性能的影响

使用光学金相显微镜,衍射仪及显微硬度计,研究了以Mn代替Ni后低碳高合金钢组织与性能的变化。结果表明,以Mn代Ni的低碳高合金钢在淬火回火态下可以获得与原加镍钢相同的板条马氏体组织,但其硬度比原加镍钢要高5～6HRC,而冲击韧性降低约10J·cm-2,耐蚀性只是略有下降。因此以Mn代Ni来制取低成本的低碳高合金钢具有一定的可行性。     

蠕变-热疲劳裂纹的控制参量研究

考虑材料的双线性随动强化和蠕变特性,用有限、元方法分析了蠕变一热疲劳裂纹的张开过程。裂纹在加热和保温过程中受压应力作用,处于闭合状态。由于加热和保温过程产生的非弹性应变不能自由恢复,降温过程的后期产生垂直裂纹面的拉应力,使裂纹逐渐张开。此时裂纹附近材料的温度已经下降到蠕变温度以下,并且裂纹的张开过程是热应力的卸载过程,因此C“参数和,积分不适用于蠕变一热疲劳裂纹。在小范围屈服条件下,可用应力强度因子作为蠕变一热疲劳裂纹的控制参量。计算表明,延长保温时间,升高加热的景高温度,增加裂纹长度都能够使应力强度因子增大。     

基于流-固-热耦合的超声速弹箭尾翼强度分析

为评估超声速飞行时弹箭尾翼的安全性,结合弹道曲线,计算了某型火箭弹在不同马赫数下飞行时的稳态外流场,并研究了2 s内的瞬态传热。根据传热计算的结果调整了材料的力学性能参数,进而计算了在不同飞行马赫数下,弹箭尾翼受空气动力作用产生的总变形和等效应力。结果表明:弹箭以高马赫数飞行时,前缘翼尖温度最高,且高温由该位置向内部迅速传递,马赫数越大,升温越剧烈,导致翼片前缘出现烧蚀,因此高速飞行的弹箭应对尾翼等结构进行热防护处理。高温会使材料性能下降,在气动热和气动压力共同作用下,翼片会产生较大变形,且应力可能超过许用应力。最大变形量出现在前缘翼尖,最大应力出现在翼根靠近前缘处,且都随飞行马赫数增加而增大。