铝-不锈钢复合过渡接头性能试验研究

针对铝-不锈钢复合过渡接头使用要求,对不同材质组合及爆炸工艺的铝-不锈钢过渡接头的常温力学性能、焊接模拟力学性能、微观金相、气密性进行了试验分析,发现温度对接头的力学性能及气密性有一定影响,并确定漏气的主要部位为铝铝界面和铝钛界面,这为改善该接头的气密性提供了研究方向。     

泡沫铝夹芯梁抗爆性能的数值模拟分析

运用有限元软件LS-DYNA分析重量相同的2种材料梁在爆炸荷载作用下的动力响应,其中一种由304#不锈钢面板与泡沫铝芯材复合而成的夹芯梁,另一种由304#不锈钢单一材料制成的实体梁.对比了相同重量2种梁在跨中位移的变化情况,并将泡沫铝夹芯梁的计算结果与文献实验数据作了对比分析.结果显示,在冲量分别为1.83 kNs/m2、3.77 kNs/m2、6.08 kNs/m2及7.0 kNs/m2动荷载作用下,304#不锈钢实体梁的跨中位移分别是304#不锈钢面板泡沫铝夹芯梁跨中位移的1.1倍、1.35倍、1.26倍及1.14倍.由此可知,相同重量304#不锈钢面板泡沫铝夹芯梁较304#不锈钢实体梁具有更好抵抗爆炸荷载作用的能力.     

新型不锈钢可拆卸螺栓连接件疲劳后剩余力学性能研究

为适应装配式组合梁的发展，研发一种新型不锈钢可拆卸螺栓连接件，并对其疲劳荷载作用下的力学性能退化规律开展研究。首先，通过文献和市场调研，充分考虑现有螺栓的优缺点，设计制作一种新型不锈钢可拆卸螺栓连接件用于装配式组合梁；其次，制作6组新型螺栓连接件的推出试件，进行静载和疲劳试验，对比静载与不同疲劳加载次数后试件的破坏形态，重点分析新型螺栓连接件在疲劳加载过程中剩余承载力、残余滑移量、抗剪刚度及延性系数的退化规律；最后，基于疲劳累积损伤理论和材料剩余强度模型，确定新型螺栓连接件在疲劳加载过程中的损伤度，进而建立新型螺栓连接件的剩余承载力计算模型。结果表明：新型螺栓连接件在静力和疲劳作用下呈现不同的变形及断面破坏特征；在疲劳荷载作用下，新型螺栓连接件的各项力学性能均呈现不可逆的退化，在该试验中试件在疲劳加载270万次后剩余承载力退化12.1%,延性系数退化67.6%,抗剪刚度退化12.9%,退化较为明显；建立的新型螺栓连接件剩余承载力计算模型计算结果与试验值吻合良好。     

铝青铜/Ti80合金/2205不锈钢在海水中电偶腐蚀行为研究

采用失重法和电化学方法研究了铝青铜、Ti80合金和2205不锈钢之间的双金属偶合及三金属偶合体系的电偶腐蚀行为,结果表明,Ti80在海水中的自腐蚀电位为正,耐蚀性好,2205不锈钢次之,铝青铜电位为负。海水全浸条件下,铝青铜分别与Ti80、2205不锈钢组成偶对体系时均作为阳极且腐蚀加速,腐蚀速率约为自腐蚀速率的2倍。对于铝青铜/Ti80/2205不锈钢复杂偶合体系,Ti80作为阴极腐蚀速率没有明显变化,2205不锈钢作为阴极腐蚀则有所减缓,铝青铜作为阳极腐蚀加快。当强阳极铝青铜面积相对减小时,Ti80合金腐蚀仍然没有明显变化,铝青铜腐蚀变快。     

锌铝离子对304L不锈钢在高温水环境中形成的氧化膜性质的影响

为明确304L不锈钢在核电站一回路中的腐蚀机理，将304L不锈钢浸泡在290℃的含不同浓度锌铝离子的模拟核电站第一回路水环境溶液中168 h使其表面形成氧化膜，并对形成氧化膜的试样进行动电位扫描、交流阻抗谱测试、Mott-Schottky曲线测试和光电化学测试，得到氧化膜的极化曲线、电化学参数、半导体类型、平带电位、载流子浓度、禁带电位及物相组成。结果表明：锌铝离子的同时添加可明显降低304L不锈钢的腐蚀速率，模拟溶液中的锌离子浓度为40μg/L,铝离子浓度为90μg/L时，304L不锈钢表面形成的氧化膜的腐蚀电流密度最小，此时304L不锈钢表面氧化膜的耐蚀性最佳；相比于核电站一回路单独注入锌离子金属的氧化膜，该条件下304L不锈钢的氧化膜均呈现双层结构，其半导体类型为n型，平带电位负移，载流子浓度降低。与未加入锌铝离子的条件下形成的氧化膜相比，304L不锈钢在同时加入锌铝离子的条件下形成的氧化膜的物相组成中多了ZnAl₂O₄和α-FeOOH两相，因此向高温高压状态下的模拟溶液中添加锌铝离子能够有效增加304L不锈钢的耐腐蚀性。     

发展中、小型及家用中央空调冷水(热泵)机组普及应用铝钎焊板式换热器

面对巨大的冷水机组和未来家用中央空调市场(包括采暖和工业换热等市场)。铝钎焊板式换热器将部分地替代不锈钢钎焊板式换热器和其它各类换热装置。同时,它还为彻底的绿色空调——氨制冷空调时代的重新回归奠定了基础。中国专利产品“铝钎焊板式换热器”其工作压力5Mpa,工作温度 200℃——270℃。并已成功地应用在中央空调冷水(热泵)机组之中。由于铝的导热系数“λ”是不锈钢的12倍,且产品制造成本低廉。所以在相同换热功率的条件下,铝钎焊产品的售价仅是同类不锈钢钎焊产品的70％—50％,并且产品质量稳定可靠。     

锆/不锈钢复合板界面形态及性能分析

研究了不同工艺参数条件下双层锆/不锈钢复合板的界面形貌及力学性能之间的关系。通过金相及能谱分析对结合界面的波纹尺寸、脆性相成分进行测定,通过力学性能检测对结合质量进行评定。通过对爆炸复合不同工艺条件下锆/不锈钢复合板的界面结合情况进行对比,确定了最佳的复合工艺。最佳工艺条件下,界面波长为1 400 μm,波幅为230 μm,剪切强度达260 MPa。研究结果对双层锆/不锈钢复合板的国产工业化生产具有一定的参考意义。      

C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件的振动响应特性及防松性能

通过对C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件的模态进行计算和试验分析,确定了其模态参数和振动响应特性;然后通过对C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件进行正弦扫频振动试验,研究了拧紧力矩对螺栓连接件振动性能的影响规律;最后研究了液态聚硼硅氮烷（L-PBSZ）对C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件防松性能的影响。研究结果表明：一阶和三阶固有计算模态频率与试验模态频率一致,因此可以采用有限元分析方法对C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件进行振动响应特性分析;采用正弦扫频振动频谱信号差值曲线分析方法可以检测螺栓连接件是否松动;SEM观察表明,L-PBSZ改性的C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件的螺纹副间形成陶瓷填充体,使得螺纹与螺母间有效摩擦系数和有效摩擦面积增加,因此螺母松脱退出的力矩增大,提高了C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件的防松可靠性能。     

杭氧填料公司成功研发1.4m不锈钢成盘填料工艺

2014年,杭氧填料有限公司成功研发了配套石化设备的1.4 m不锈钢填料成盘工艺。石化产品对填料材质及表面积的要求与空分设备相比有较大的区别,且不锈钢材料的密度是铝材的3倍,也就意味着同体积的不锈钢填料重量会是铝填料的3倍;不锈钢的刚性又强于铝,这给1.4 m不锈钢填料的成盘工作带来了较大的困难。为此,杭氧填料公司组织攻关团队专门负责1.4 m直径、石化产品配套不锈钢项目的研发、生产     

钼含量及水氛对电弧喷涂铝316L不锈钢高温氧化性能的影响

目前,有关高温含水气氛对金属材料高温氧化行为的影响认识不统一。采用电弧喷涂的方法在含钼量不同的316L不锈钢表面制备一层纯铝层进行改性,并通过热处理获得铝扩散层;采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和氧化增重(TG)等手段研究了钼含量及含水气氛对改性316L不锈钢在高温下氧化行为的影响。结果表明:低钼含量不锈钢在高温下(1 050℃)的抗氧化性能优于高钼不锈钢;同时,高温下表面铝改性低钼不锈钢在含水气氛中的抗氧化性能强于其在空气中的表现。     

关于CJ/T 197-2010《燃气用具连接用不锈钢波纹软管》标准中螺纹要求的解析

针对CJ/T 197-2010《燃气用具连接用不锈钢波纹软管》标准中GB/T 7306. 1-2000和GB/T 7306. 2-2000与GB/T 7307-2001管螺纹标准之间异同点进行辩析,为使用者提供参考。针对燃气用具连接用不锈钢波纹软管对螺纹要求,及其与螺纹标准的对应关系进行解析,提出标准中存在的问题,及燃气用具连接用不锈钢波纹软管标准关于螺纹要求修改的意见和建议,完善燃气用具连接用不锈钢波纹软管标准,利于燃气用具连接用不锈钢波纹软管标准的推广使用。     

Determination of the surface tension of liquid stainless steel

The surface tensions (σ) and temperature dependencies (dσ/dT) of several commercial 4-series ferritic stainless steels have been measured using the sessile drop technique on an Al₂O₃ plate over the temperature range 1789 to 1883 K in an atmosphere of high purity (P _{O 2} < 10^?19 MPa) argon gas. Precise densities of liquid stainless steels have also been obtained using the modified sessile drop method in order to calculate accurate values of the surface tension. The surface tensions of liquid stainless steels decreased markedly with increasing sulphur concentration in the steels. The variation of surface tensions of liquid stainless steels can be described by the following equation σ = 1790 ? 182 ln (1 + 260a _S) (mN/m) when only S is considered or σ = 1820 ? 304 ln (1 + 383a _O) ? 182ln (1 + 260a _S) (mN/m) when both S and O are considered. The equations apply to the following compositional ranges: mass%O = 0.0022–0.0064, mass%S = 0.0008–0.05. The temperature coefficient of the surface tension (dσ/dT) of liquid stainless steel was found to change from negative to positive at a sulphur concentration of about 30 mass ppm in the steel. Nitrogen was found to have little effect on the surface tension of liquid stainless steel.     

高温时效后的310不锈钢高温硫腐蚀研究

研究了310不锈钢在气氛总压为10^-5Pa,于2.3％SO2－S2－8.8％N2气氛中600℃下的高温硫腐蚀行为。利用金相、能谱及X射线衍射等分析手段对其腐蚀形貌、成分及结构进行了分析。结果表明：310不锈钢于700℃,10000h时效在其晶界大量析出σ相,造成晶界附近贫Cr,从而降低了晶界抗硫腐蚀性能,使高温时效处理后的310不锈钢6抗硫腐蚀能力明显降低,未时效处理的310不锈钢以均匀腐蚀为主,时效处理后的则以晶界腐蚀为主,并伴随有均匀腐蚀。     

金属镀层对铝/钢激光熔钎焊接头组织与性能的影响

针对在铝/钢焊接过程中,钢的表面金属镀层对铝/钢激光熔钎焊接头性能有着重要影响的问题,研究铝合金在不同金属镀层的低碳钢表面的铺展效果,通过SEM对不同金属镀层下熔钎焊接头界面微观组织形态、金属间化合物厚度、种类等进行分析,并进一步研究不同金属镀层下铝/钢接头的力学性能及断口形貌。结果表明:钢表面的金属镀层对铝/钢激光熔钎焊过程中5A06铝合金在钢上的铺展与浸润有着较大的影响,其中5A06铝合金在镀铝钢上的铺展效果最佳,且铝合金与镀铝锌钢熔钎焊的接头抗拉性能最好,达到母材铝合金的70%。铝/钢界面金属间化合物主要由铝铁金属间化合物组成,其中在镀铝钢、镀铝锌钢、镀锌钢中主要存在Fe2Al5,FeAl3,FeAl等金属间化合物,在镀镍钢界面中还存在Fe4Al13等金属间化合物。     

CN<em>x/TiN多层复合涂层抗水蚀性能的研究

采用多弧-磁控溅射镀膜机在不锈钢2Cr13衬底上沉积CN_<em>x/TiN多层复合涂层。利用光电子能谱仪(XPS)和透射电子衍射(TED)对涂层的组成和结构进行分析。利用自行研制的高压水蚀试验装置对不锈钢、高铬铸铁、司太立合金以及CN_<em>x/TiN多层复合涂层的抗水蚀性能进行对比试验,最后对涂层的水蚀失效机理进行了探讨。试验结果表明:CN_<em>x/TiN多层复合涂层具有较高的硬度、附着力、抗热冲击性能以及优异的抗水蚀性能,是一种优良的汽轮机末级叶片抗水蚀用涂层。     

Hot pressing diffusion bonding of a titanium alloy to a stainless steel with an aluminum alloy interlayer

The probability and appropriate processing parameters of hot pressing diffusion bonding (HP–DW) of a titanium alloy (TC4) to a stainless steel (1Cr18Ni9Ti) with an aluminum alloy (LF6) interlayer have been investigated. The microstructure of the bonded joints has been observed by optical microscopy, SEM, XRD and EDX, and the main factors affecting hot pressing and diffusion bonding process were analyzed. The results showed that atom diffused well and no intermetallic compound or other brittle compounds appeared at optimum parameters. The fracture way of joints was ductile fracture. With the increment of bonding temperature, large number of intermetallic compounds such as FeAl₆, Fe₃Al, FeAl₂ which were brittle appeared along the interface between the stainless steel and the aluminum alloy interlayer, as a result, the quality of joints was decreased significantly and the fracture way of joints was brittle fracture.     

高温高压下超级13Cr不锈钢抗CO2腐蚀性能

为了推进超级13Cr不锈钢在油气田中的应用,用高温高压釜系统模拟了油气田腐蚀环境,研究了超级13Cr不锈钢在动静态环境中高温高压下的CO2腐蚀行为,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等对超级130r不锈钢表面腐蚀产物的形貌及成分进行了分析。结果表明：动态腐蚀时超级13Cr不锈钢的腐蚀速率随温度的升高而增大,150℃时最大,此后腐蚀速率随温度的升高而下降;静态腐蚀速率随温度的升高呈上升趋势;动态腐蚀速率高于静态的,动静态平均腐蚀速率均较小,属于轻度或中度腐蚀,在油气田的安全使用范围之内;动静态腐蚀时超级13Cr不锈钢表面均生成均匀、致密的钝化膜层,表现为均匀腐蚀,腐蚀产物成分为不锈钢基本成分,未发现CO2腐蚀产物,超级13Cr不锈钢具有良好的抗高温高压CO2腐蚀性能。     

Failure of backstay rod connectors on a luxury yacht

A backstay rod connector on a luxury yacht fractured while the vessel was docked. The fracture of this connector caused the backstay assembly to fall to the deck. A second connector contained a large crack. Both connectors were made from 17-4 PH stainless steel. One half of the fractured connector was recovered. The fracture initiated by pitting and crevice corrosion and was followed by stress-corrosion cracking (SCC) that ultimately led to the fracture. The second connector most probably cracked in the same way. Adverse conditions inherent to service use of the connectors could have facilitated the stress-corrosion process. Nevertheless, use of a stress-corrosion-susceptible material is unacceptable, and any connectors made from 17-4 PH steel aged below 866 K (1100°F) should be replaced. Candidate replacement materials are stainless steels type 316, Nitronic 50, a duplex steel such as SAF 2205, and 17-4 PH in the H1100 and H1150 conditions.     

食品真空冷冻干燥设备中网状托盘设计与研究

为提高食品冻干设备中物料托盘的传热性能和安全性,在BSNFD05冻干机上设计了三种物料托盘:不锈钢网状托盘、铝制平板托盘和不锈钢平板托盘,分别进行了传热计算和实验对比。结果显示,采用不锈钢网状物料托盘可以消除食品安全的顾虑,并提高辐射传热效率,其传热效率远远超过不锈钢平板托盘,达到铝制平板托盘相近的水平。