水射流喷丸强化的试验研究

为获得水射流喷丸强化对材料表面力学特性和疲劳寿命的影响规律,选择喷丸压力、移动速度和靶距为影响因素,应用水射流对2A11铝合金和45钢进行喷丸试验;采用显微硬度计和X射线应力分析仪分别测定喷丸表面显微硬度和表面残余应力,利用扫描电子显微镜进行疲劳断口形貌观察,应用能谱仪进行内部疲劳源区夹杂物成分分析,获得水射流喷丸强化增益效果及疲劳裂纹萌生机制,指出水射流喷丸可以提高两种材料的表面显微硬度、表面残余压应力和疲劳寿命,并存在最大表面显微硬度靶距和最大表面残余压应力靶距,在试验条件下,2A11铝合金和45钢喷丸疲劳试样比未喷丸疲劳试样的疲劳寿命分别最大提高1.74倍和2.67倍,且水射流喷丸疲劳裂纹萌生位置的机制与传统喷丸相同。     

矿用自卸车车架焊缝超声冲击强化应用研究

矿用自卸车车架上的焊缝位置存在应力集中及残余应力,使该位置容易产生疲劳破坏,严重影响矿用自卸车的安全行驶。对焊缝处的受力状态进行数值模拟分析,采用超声冲击设备对焊缝位置进行应力消除试验。采用盲孔法对试验前后焊缝位置的残余应力进行检测。结果表明,经超声冲击焊接应力消除设备处理后,焊接接头的力学性能无明显改善,焊缝位置的残余应力变化明显,残余拉应力被消除,并预置了较高的残余压应力,使焊缝得到局部强化。     

焊接结构疲劳性能仿真实验研究

分析目前焊接结构的研究状况,采用断裂力学的方法,对焊接结构疲劳性能进行评估,通过求解裂纹前缘应力强度因子,确定裂纹前缘的扩展速率,从而对焊接结构进行裂纹扩展实验。建立焊接结构的疲劳裂纹模型与裂纹前缘的奇异单元模型,实现仿真实验。发现不同的初始裂纹对焊接结构的疲劳寿命有着不同的影响,形状比大的裂纹扩展相对较快;应力强度因子随着裂纹的扩展有逐渐变大的趋势,但是变化逐渐缓慢。     

塔式起重机起重臂疲劳裂纹扩展的机理分析

塔式起重机起重臂下弦杆疲劳裂纹影响因素多,裂纹形成过程复杂。从塔式起重机起重臂的工作载荷和焊接残余应力特征出发,应用断裂力学理论分析了起重臂疲劳裂纹萌生点和疲劳裂纹的扩展过程。针对塔式起重机承受随机载荷的特点,应用时间循环法估算塔式起重机起重臂的疲劳裂纹扩展寿命。研究结果表明:疲劳裂纹在下弦杆与腹杆焊接处萌生;疲劳裂纹扩展的主要原因是交变应力与变幅小车循环次数的累积作用,并为现役塔机的安全评定提供了理论分析依据。     

TIG焊电弧重熔对焊接接头性能的影响

试验研究了TIG焊电弧重熔前后焊接接头的形状与尺寸、金相组织、硬度、焊接残余应力的变化。研究结果表明:TIG焊电弧重熔后母材与焊缝之间过渡平滑,重熔区硬度变化不大,焊趾处焊接残余应力明显降低,焊接接头的综合性能得到了明显提高。     

几种钎钢材料的冲击疲劳性能

通过冲击疲劳试验,研究了几种材料不同热处理的冲击疲劳性能。结果表明．40Cr正火高温回火热处理的冲击疲劳寿命高于淬火低温回火和正火低温回火的冲击疲劳寿命。30CrNi4Mo钢正火低温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命高于淬火低温回火和淬火高温回火的冲击疲劳裂纹形成寿命,淬火高温回火的冲击疲劳总寿命高于正火及淬火低温回火热处理的冲击疲劳寿命。新型贝氏体钢正火低温回火热处理的冲击疲劳寿命高于淬火低温圆火热处理的冲击疲劳寿命。文中分析了多次冲击疲劳裂纹扩展的行为及不同热处理工艺下冲击疲劳寿命提高的原因。     

TA1纯钛点焊接头的疲劳性能分析

针对1.5 mm厚的TA1纯钛板电阻点焊接头,开展疲劳实验研究。利用超声波扫描显微镜对纯钛板点焊接头进行扫描,获得接头的C扫描图像;对接头进行拉剪实验,获得接头失效载荷;研究纯钛板点焊接头的疲劳性能,建立载荷-寿命曲线,对疲劳断口进行电镜扫描,分析疲劳裂纹扩展形式。结果表明,随着焊接电流增大,超声C扫描图像所测得的焊核直径均值随之增大,且C扫描图像可表征飞溅等焊接缺陷。载荷水平为10%、13%、30%对应的疲劳寿命平均值分别为1 753 302、261 193、8 263次。接头主要的疲劳失效模式为母材"眉状"断裂失效,裂纹源位于两板内侧焊核与母材交界的热影响区,在疲劳裂纹的稳定扩展区存在明显的塑性疲劳条带。     

模具线切割表面变质层及显微裂纹的分析与研究

概述了线切割加工模具表面变质层的形成机理与显微组织,介绍了其表面残余应力、抗疲劳强度、显微硬度和耐磨性等力学性能,分析了变质层表面显微裂纹的产生原因与影响因素,并提出相应的处理方法,增强模具表面的抗疲劳强度,以及预防与改善显微裂纹的技术措施,提高模具的加工质量与使用寿命。     

喷丸强化对纯钛马氏体疲劳性能的影响

对六方金属纯钛马氏体进行喷丸强化,观察强化层疲劳前后显微组织结构和残余应力的变化,测定强化层内的显微硬度。试验结果表明：喷丸强化层组织中有高密度位错、变形孪晶和变形带产生,变形孪晶交织成栅栏结构;显微硬度显提高;残余压应力在疲劳加载中部分松 。并依上述分析对喷丸提高疲劳强度的机理进行解释。     

基于裂纹闭合效应的疲劳裂纹扩展特性研究

依据线弹性力学理论对30NCD材料的裂纹扩展特性进行了研究,研究表明Paris公式能够很好地描述疲劳裂纹稳定扩展阶段的疲劳裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子幅度ΔK之间的关系,稳定扩展段的疲劳裂纹扩展参数m=2.5~4,与绝大多数金属材料的疲劳裂纹扩展参数m=2~4的统计结果相符;NASGRO公式能较好地描述该材料从疲劳裂纹门槛值到高速裂纹扩展速率范围内的3种应力比的da/d N与ΔK关系。由裂纹闭合效应获得的有效应力强度因子范围与da/d N的关系表明:3种应力比下的所有数据都较好地关联在同一曲线上,裂纹闭合是引起应力比和裂纹扩展速率相关的主要原因,随着应力比增加,裂纹闭合程度减弱。     

焊后处理对Q690钢接头组织及性能的影响

为考查不同地域、不同季节焊态下Q690钢焊接接头的组织及性能,采用干冰急冷、自然冷却和250℃×2 h低温回火3种方式对焊接接头进行焊后处理。利用光学显微镜、透射电镜,通过拉伸试验、显微硬度试验及冲击试验,研究了3种焊后处理对Q690钢接头组织及性能的影响。     

基于岩石表面位移场的超声波振动下花岗岩损伤特性试验研究

超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在超声波振动过程中表面不同深度处的径向响应位移,利用应力波传播理论从能量耗散角度分析了岩石表面不同深度监测点径向响应位移的时空演化与岩石内部损伤发展的关系,得出超声波振动下岩石损伤主要由振动头高频冲击岩石造成的Hertz锥形环状裂纹和超声波振动交变应力产生的疲劳拉伸裂纹造成的,Hertz锥形环状裂纹的扩展深度为10 mm,疲劳损伤裂纹主要在10~20 mm深度处产生,超声波振动下岩石发生局部宏观破碎前存在着明显的径向响应位移征兆,岩石表面径向响应位移可以作为超声波振动下的破坏判据。本文的研究对于丰富超声波振动下硬岩的破碎机理具有重要意义。     

超音速微粒轰击对Q355NH耐候钢表面结构及电化学腐蚀性能的影响

利用超音速微粒轰击(SFPB)技术在Q355NH耐候钢表面制备了梯度纳米结构层。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪表征并分析了SFPB处理时间(15 min、30 min和45 min)对试验钢微观组织及电化学腐蚀行为的影响。结果表明,随着SFPB处理时间增加,试样表面强烈塑性变形层厚度相应增加,表面晶粒尺寸分别为27.5 nm、24 nm和23.1 nm,表面硬度呈现不同程度地增加。试样的耐电化学腐蚀性能强弱与处理时间的关系如下:15 min试样>未处理试样>30 min试样>45 min试样。从表面腐蚀形貌可以得出,处理15 min的试样表面保护性的钝化膜较为致密,而其他不同状态下的试样钝化膜则相对出现一些裂纹和孔洞。     

Study on surface nanocrystallization and resisting H_2S stresscorrosion properties of pressure vessel steel welding joints

1IntroductionThe processing characteristics of welding are adding solders,heating and cooling quickly,which causetheinhomogenization of microstructure and properties of weldingjoints,andtheinhomogenizationis one ofthe main reasons that cause the failure of weldingjoints[1].Many efforts have been spent onthe homogeni-zation of microstructure and property of welding joint.Supersonic Particles Bombarding(SSPB)is a newsurface nanocrystallinzationtechnique[2],andit can be usedfor this purpose.In…     

Study on surface nanocrystallization and resisting H2S stresscorrosion properties of pressure vessel steel welding joints

Many efforts were spent on the homogenization of microstructure and property of welding joints. A new surface nanocrystallization technique named Supersonic Particles Bombarding(SSPB) can be used for this purpose. Two kinds of pressure vessel steel welding joints, 16MnR and 0Cr18Ni9Ti, were chosen to be treated by SSPB. Transmission electron microscopy was introduced to examine the surface microstructure. And their ability to resist H2 S stress corrosion was enhanced significantly after the SSPB treatment. The mechanism for the results were analyzed as well.     

Study on surface nanocrystallization and resisting H2S stresscorrosion properties of pressure vessel steel welding joints

Many efforts were spent on the homogenization of microstructure and property of welding joints. A new surface nanocrystallization technique named Supersonic Particles Bombarding(SSPB) can be used for this purpose. Two kinds of pressure vessel steel welding joints, 16MnR and 0Cr18Ni9Ti, were chosen to be treated by SSPB. Transmission electron microscopy was introduced to examine the surface microstructure. And their ability to resist H2 S stress corrosion was enhanced significantly after the SSPB treatment. The mechanism for the results were analyzed as well.