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。     

拉伸试样装夹位置对石油套管屈服强度测试的影响

在拉伸试验测试屈服强度过程中,如果试样的中心线与试验机的加力轴线不在一条直线上,拉伸试样会受到水平方向的剪力作用,通过引伸计测量试样的变形量时会受其影响,得到的应力应变曲线出现不规范的线弹性段,必然会影响屈服强度测试的准确度。选择高中低6种钢级进行不同加持位置和夹持方式的试验,测得屈服强度差距很大,钢级越高影响越大,所以试样的夹持位置会严重影响了屈服强度的测试结果。     

温热条件下TC4钛合金板材超声振动辅助拉伸工艺研究

针对钛合金板材塑性变形能力差、成形温度高的问题,提出了温热条件下超声振动辅助成形方法,希望在温热环境条件下进一步提高钛合金板材的成形性能。本文通过200-600℃条件下的TC4板材超声振动辅助拉伸实验,分析了超声振动工艺参数对钛合金板材拉伸过程当中的工程应力-应变曲线、屈服强度、延伸率等性能指标的影响规律,并对拉伸试件显微组织及断口形貌进行分析。研究结果表明,温热拉伸过程施加合适的超声振动工艺参数,可以使TC4板材流动应力、屈服强度进一步降低,延伸率进一步提高,能够实现在温热条件下进一步提高成形性能的目的。     

金属材料拉伸试验中夹持部分对力学性能的影响

金属材料拉伸试验是材料力学性能检测中最基本的试验方法。国标GB/T 228.1—2010中对于试样夹持部分的长度如何选择没有具体规定或建议。本文主要从试样夹持头部的不同长度出发,研究对金属材料力学性能指标的影响。结果表明:在材料不具有明显下屈服强度时,用非比例延伸强度代替下屈服强度时,一定要保证试样的夹持头部的有效长度,对于标准试样直径?10 mm的圆棒拉伸试样建议头部夹持有效长度尺寸h≥20 mm。     

提高无缝钢管屈服强度测量值准确性的探讨

测定拉伸试验应力速率、试样夹持位置、屈服强度指标对无缝钢管屈服强度测量值的影响程度,分析影响屈服强度测量值偏离真实值的原因,并提出提高试验测量值准确性的建议。分析认为:拉伸试验应力速率的增加对屈服强度测量值有一定提高作用,试样夹持位置对屈服强度测量值影响很大,屈服强度指标对测量值的影响不超过5 MPa。为提高屈服强度测量的准确性,建议将应力速率控制在10～25 MPa/s;尽量保持试样竖直夹持在中间位置,采用双侧变量引伸计;先按照产品标准进行屈服强度指标的选取,但若产品标准无要求,则根据规定总延伸率进行选取。     

一种便捷的板材高温拉伸夹具设计

由于板材在生产出来后往往要进行高温拉伸实验[1],测定板材的高温拉伸性能[2],而在板材高温拉伸实验中,一般将板材试件与高温拉伸夹具同时置于高温箱内,所以对于夹具的选择,既要求夹紧试件,又要尽量减小体积[3].而传统的销钉式拉伸夹具需要在板材夹持端打孔,通过销钉固定板材试件,因而通常容易出现板材夹持端的开孔位置拉豁口、...     

基于DIC方法的TC4钛合金高温拉伸试验

通过搭建基于DIC方法的高温拉伸试验系统,结合材料力学测试技术,开展了TC4钛合金高温拉伸试验,获得了TC4钛合金在23、100、200、250、300和350℃下的拉伸性能和应力-应变曲线等数据.结果表明:TC4钛合金的抗拉强度、条件屈服强度和弹性模量随着试验温度的升高而不断降低,350℃时其保持率分别为68.9％、...     

脉冲电流频率对预制缺陷TC4钛合金性能的影响

为了研究脉冲电流频率对预制缺陷TC4钛合金组织性能的影响规律,首先采用室温预拉伸制备含孔洞缺陷的TC4试样,然后选取不同频率的脉冲电流对预制缺陷的TC4试样进行通电处理,对比通电前后板材内部的显微孔洞和基体组织的变化情况,并对处理后的试样进行二次室温拉伸获得力学性能参数。结果表明：当脉冲电流频率从0升至140Hz时,TC4内部孔洞体积分数由2.21%下降至0.86%,屈服强度由916.7MPa提高到990.9MPa,抗拉强度由951.2MPa增加至997.5MPa,延伸率提高64.86%;当脉冲电流频率从140Hz提高到160Hz时,内部孔洞体积分数反而增至1.99%,屈服强度和抗拉强度则分别下降到975.1MPa和988.5MPa,延伸率降低了37.70%。显微孔洞体积分数几乎决定了预制缺陷TC4钛合金的力学性能。     

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 通过对高强度弹簧钢拉伸试验中钢材塑性结果失效原因的分析,阐述了试样加工的规范性以及试样夹具形状对拉伸试验结果的影响,提出由于拉伸试样与夹具之间不能保证同心,造成试验过程中产生偏载从而影响试验结果的真实性。依据保持试样与夹具同心这一原则针对性地提出了改进措施,采用楔形夹具夹持试样,通过试验取得了满意的结果。     

不同轧制厚度TC4钛合金板材的组织与性能

选取4种不同厚度的TC4钛合金轧制板材,利用金相显微镜以及力学性能试验,对其进行金相组织和力学性能研究。结果表明：经轧制及退火后的TC4钛合金板材的组织为α相与残余β相组成的混合组织,α相的形貌呈现出线条状、等轴状以及细小团状等特征;TC4钛合金板材强度总体呈现出随着厚度的增加先降低再趋于稳定的趋势,而塑性呈现出先升高再趋于稳定的趋势;当厚度为0.8 mm时,TC4钛合金板材的强度最大,抗拉强度为1075 MPa、屈服强度为1027 MPa,且4种规格TC4钛合金板材经轧制退火后沿RD与TD方向的强度与塑性均有一定差值;不同规格TC4钛合金板材拉伸后的微观断口形貌均以韧窝为主,其中厚度为0.8 mm的TC4钛合金板材沿TD方向的断口形貌中除具有韧窝形貌外,还具有一定数量的小平面,韧窝内部存在大量、特别细小的微裂纹。     

AZ陶瓷与铝合金数字射线检测等效系数的确定

AZ陶瓷(ZrO₂增韧Al₂O₃)作为一种抗弹材料，为保证其防护性能，需要通过无损检测手段严把质量关。目前常用X射线法进行检测，但由于AZ陶瓷属于非标准材料，其曝光条件的确定缺乏相应依据。采用6063铝合金作为标准材料，在相同透照管电压下对AZ陶瓷阶梯试块及6063铝合金阶梯试块进行X射线数字成像，拟合得到厚度与图像灰度值间的关系曲线及拟合公式，由此计算得到在该管电压下AZ陶瓷与6063铝合金的等效系数。结果表明：透照管电压为75～95 kV时，AZ陶瓷与6063铝合金的等效系数为3.03～3.79。该试验结果对AZ陶瓷X射线数字成像检测技术条件的确定具有一定的指导意义。     

热影响区软化的X70管线环焊缝应变容量分析

针对一种拉伸试验断裂于热影响区附近的X70管线环焊接头,通过数值仿真和韧性试验分别获得断裂驱动力和断裂阻力曲线. 在此基础上使用切线法预测该环焊接头具有较高的拉伸应变容量,与宽板拉伸试验结果一致. 结果表明,与现行标准中要求焊接接头强匹配,并且拉伸试验不应断于“近缝区”的准则相比,使用延性撕裂行为进行热影响区软化环焊接头的定量分析,可以避免对材料性能的过度要求,并且能科学有效的预测环焊接头拉伸应变容量.     

灰铸铁(拉伸)不确定度的评定

根据JJF1059-1999标准,分析了灰铸铁在做拉伸试验过程中设备、量具、人员等对实验结果的影响,并进行了不确定度的评定。     

X70管线钢电化学充氢后的力学行为研究

应用拉伸试验和慢拉伸试验，研究X70管线钢电化学充氢后材料拉伸性能的变化．结果表明：电化学充氢对X70管线钢的强度没有显著的影响，主要降低了材料的塑性，从而降低了材料的断裂延性和断裂强度．在静态电化学充氢条件下，材料的塑性随充氢时间的增加，依次降低．在慢拉伸条件下，动态电化学充氢显著降低材料的塑性．断口分析表明：静态电化学充氢后的断口以韧窝为主要特征，但韧窝直径变小；慢拉伸的动态电化学充氢断口出现准解理断裂．     

汽车板单向拉伸过程中变形热实验研究及有限元分析

文章针对汽车用钢板进行单向拉伸变形热实验研究及有限元分析,通过进行不同速度下的单向拉伸变形热试验,获得了试件表面温升的变化规律,结果表明,试件靠近颈缩部位的温升最高,由颈缩部位向试件两端温升值逐渐降低;随着变形速度的提高,试件表面温升值逐渐增加;采用ABAQUS有限元软件进行了不同速度下的单拉变形热数值模拟,与试验结果对比分析表明,有限元结果与试验结果吻合较好。     

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管环拉伸试验是国际上应用于重要结构钢管的主要工艺试验方法之一,为了建立管环拉伸性能评价体系,采用了自行设计的管环拉伸模具,对不同尺寸和材料的钢管进行了管环拉伸试验,通过对拉伸曲线的分析,提出了管环拉伸后屈服强度、抗拉强度以及伸长率的评价方法,并进行了检测结果的稳定性分析.结果表明:提出的评价方法可有效适用于不同尺寸和材质的钢管,试验结果稳定可靠,研究成果对中国进出口钢管的质量把关具有极其重要的意义.     

抗拉试棒形状误差对测试结果的影响及改进

分析了抗拉试棒形状误差对测试结果准确性的影响。根据生产铸件的特点,对试棒尺寸参数进行了改进,使测试结果的准确性明显提高,避免了错误的判断。     

TiC颗粒强化钛基复合材料的高温拉伸特性

用预处理熔铸工艺制备的TiC颗粒增强钛基复合材料的室温和300℃～700℃拉伸性能测量表明：复合材料相应于未复合基体合金的强度增量在温室达到24%,而到650℃降为4%,表明复合材料的显微组织有利于室温和低于650℃中的等温度强化;400℃～500℃时出现动态变时效,但延性并未明显下降,意味着PTMP工艺制成的TiC/Ti复合材料间隙元素含量低;300℃～500℃下加工硬化明显增加,可能与复合体中位错密度度增加有关。     

线材拉伸异常断裂分析

为了研究线材拉伸试验过程中试样断裂处位于夹具根部的原因,从而避免这一现象再次发生,影响检验数据,进行了模拟试验及生产应用。结果表明:夹持试样时,没有满足试样夹持部分长度至少为夹具长度的3/4时,线材会出现断裂在夹具根部的现象,使抗拉强度偏低,并且影响断面收缩率、断后伸长率的测量,使断面收缩率和断后伸长率不合格,产生无效数据。因此,在保证上、下夹具同轴度以及加持力正好合适的前提下,通过改变试样夹持部分长度进行拉伸试验,解决了线材拉伸试验断在夹具根部的问题。