高强钢焊接接头激光处理组织和性能研究

对30CrMnSiA钢氩弧焊接头熔合区进行激光处理,使接头抗裂性能明显改善。用电子显微分析技术对激光处理组织进行了分析研究,证实该钢种激光处理组织是含有大量位错的细板条马氏体及板条间的残余奥氏体组织。电子衍射花样标定结果表明,马氏体和残余奥氏体的晶体学位向关系符合K-S关系。     

焊趾TIG熔修跟随超声冲击处理对焊接接头残余应力及疲劳强度的影响

采用焊趾TIG熔修跟随超声冲击处理工艺对SMA490BW钢超微弧焊接头进行处理,对超声冲击前后焊趾熔修区残余应力以及接头4点弯曲疲劳性能进行研究。结果表明:超声冲击后,焊趾熔修区残余应力由拉应力转变为对疲劳强度有利的双向压应力,纵向与横向残余应力平均消除率分别达到116%和158%;超声冲击通过增大焊趾角与焊趾半径,使焊趾熔修区应力集中程度降低22%;超声冲击可使接头疲劳强度提高70%。     

镀铬对0Cr13Ni4Mo钢疲劳强度的影响

研究了镀铬对轴用0Cr13Ni4Mo钢疲劳强度的影响,发现镀铬可导致疲劳强度σ-1(107次)下降37.5%～41%.电镜观察发现,镀层中的微裂纹是引发速断的疲劳源.低温去氢无助于疲劳性能改善.     

火炮身管内表面激光硬化处理的实验研究

提高身管寿命是火炮行业亟待解决的关键技术问题，激光表面改性技术是解决这一问题的有效方法之一。本文在分析激光表面相变硬化性能的基础上，对身管内表面进行了激光硬化处理实验研究，检测了其内表面阳线和阴线的硬化层硬度和深度，对比分析了离焦量和焦深对其内表面硬化层硬度的影响，并对激光相变硬化层金相组织进行了分析。经激光硬化处理后，身管的内表面硬度有明显提高，硬化层较深，且为很细的条状马氏体组织。     

激光冲击强化钢的残余应力数学建模分析

为分析钢在激光冲击强化后的残余应力,以SAPH420结构钢为例,进行激光冲击强化处理。用有限元和无限元结合构建钢残余应力的有限元模型,计算残余应力。结果表明：激光冲击的光斑搭接率为75%时,压应力约为814 MPa,激光冲击时间为3 500 ns时,内能、塑性能及弹性能分别约为65、60、10 mJ,激光冲击强化后钢表面平均硬度为350HV_0.2,屈服强度和抗拉强度分别超过587.3 MPa和594.4 MPa,疲劳性能提升,残余应力影响的最大深度为0.35 mm,有利于提升钢的使用寿命。     

激光淬火对40CrNiMo高强度钢拉伸性能与断口形貌的影响

利用CO₂激光对40CrNiMo高强度钢表面进行了淬火处理,通过拉伸对比试验分析了激光淬火处理对试样拉伸性能的影响,用扫描电镜和能谱分析仪观察了激光淬火前后试样断口形貌与化学成分组成,并对其断裂机理进行了探讨。结果表明：激光淬火后40CrNiMo的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别提高了25.3%、24.4%和7.1%,而断面收缩率降低了7.6%,存在明显的屈服阶段,呈现出连续屈服特征;与原始试样相比,激光淬火后40CrNiMo的屈服强度和抗拉强度明显提高,拉伸断裂方式和分层现象没有明显改善,试样表面断口处孔隙率降低,呈现准解理形貌。     

激光相变硬化过程数值分析与工艺优化系统

应用本系统可建立不同钢种的热物性参数库和激光相变硬化处理工艺参数库。建立了激光相变硬化过程的传热模型 ,应用有限元或有限差分方法计算了激光相变硬化过程的温度场及组织场。计算出的温度场和组织场可以用图形的方式直观地显示出来。激光相变硬化区宽度和深度的计算结果与实验符合较好 ,为工艺优化提供了依据。     

渗碳Cr-Mn钢的夹杂分布特性及疲劳强度预测

开展渗碳Cr-Mn钢的超长寿命疲劳试验,用扫描电镜观测钢中夹杂物分布、数量及尺寸.基于4种统计方法(SEV,GEV,GPD,EXPGPD)分析渗碳Cr-Mn钢的夹杂尺寸,构建基于内部夹杂尺寸的S-N曲线预测模型.结果表明:预测的特征夹杂尺寸从大到小:EXPGPD、SEV、GPD和GEV,相比从疲劳断口测量的夹杂尺寸,4种方法计算夹杂尺寸偏小.基于构建模型,结合从断口获得的均值夹杂尺寸,预测的S-N曲线可作为中值S-N曲线,预测结果较好.     

基于缓进给湿磨的表面硬化研究

采用缓进给磨削方式和不同的冷却方式对非淬硬钢进行了磨削淬硬,对于式和湿式磨削表面硬化层的组织与性能进行了比较。结果表明,采用缓进给湿磨并通过选择适当的磨削工艺条件,可以获得满意的表面硬化层。在冷却液的作用下,湿磨表面硬化层具有与干磨表面硬化层相同的马氏体组织及变化趋势,但湿磨硬化层马氏体组织的变化梯度更为陡峭。湿磨硬化层表面的残余压应力及耐磨性有不同程度的提高,而硬化层及完全硬化区深度有所减小。本文实现了非淬硬钢的缓进给湿磨表面硬化,在磨削加工与金属材料表面改性领域具有广阔的应用前景。     

统计极值法的两种数据采集方式对预测疲劳强度的影响

利用非水溶液电解法提取夹杂物和观测疲劳断口上疲劳源处夹杂物的方法收集夹杂物尺寸的数据,通过统计极值法计算某一体积的EA4T钢中的最大夹杂物尺寸,以此对该体积的EA4T钢进行疲劳强度预测。两种方法推算的结果与真实值差别较大,提取夹杂物方法推算出的疲劳极限下限值高于观测疲劳断口上疲劳源处夹杂物方法推算的结果。     

引入滑石的高铝瓷中非平衡相研究

采用两种不同的工艺过程对引入滑石的高铝瓷进行烧结，比较其制品性能，并应用ＸＲＤ和ＳＥＭ分析晶相。结果发现，存在非平衡相α－石英的样品其力学性能优于存在平衡相莫来石的样品。这表明，可以通过烧结工艺改变陶瓷制品中的晶相，从而获得性能优良的陶瓷材料。     

筒形件正旋时工艺参数对残余应力分布的影响

筒形件强旋时，由于不均匀的塑性变形，旋压件内产生残余应力。残余应力的大小及其分布规律对旋压件的使用有重要影响。用弹塑性有限元法对旋压件内残余应力进行预测，求得了减薄率、进给比、旋轮工作角、毛坯壁厚、材料性能等对残余应力分布的影响；并将有限元计算结果与实测结果进行了比较。