残余应力和表面形态对60Mn疲劳性能的影响

喷丸产生的表层残余压应力使中温回火弹簧钢60Mn的疲劳极限从930提高到1010MPa,而心部的高残余拉应力又会使疲劳极限从1010降至940MPa,严重的喷丸表面损伤可以使疲劳极限从1010降至800MPa。裂纹在计入残余应力的Mises等效应力超过材料局部强度的部位萌生。喷丸产生的残余压应力可以增强裂纹闭合效应,从而降低裂纹扩展率。     

温度对1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢疲劳性能的影响

以超临界汽轮机叶片用1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢为研究对象,测试叶片模拟工作温度下拉压疲劳极限的变化规律,用扫描电镜观察试样宏观及微观断口.结果表明,1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢试样的疲劳极限随试验温度的变化有明显变化.当试验温度为538、566、593 ℃时,试验钢的拉压疲劳极限的最大变化量为81 MPa.其疲劳试样宏观断口包括裂纹萌生、裂纹扩展及最终断裂3个阶段,存在明显的裂纹前沿;微观断口具有典型的准解理断口特征.     

喷丸对TC18钛合金拉-拉疲劳性能的影响

分析了TC18钛合金表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对拉-拉疲劳性能的影响,并用疲劳裂纹萌生的微细观过程理论合理解释了拉-拉疲劳极限的提高。结果表明:喷丸强化不仅能够明显延长TC18钛合金的高周疲劳寿命,且能使1×107周次下的疲劳极限提高27%。     

含Ni高强度灰铸铁的生产工艺

详细阐述了含Ni高强度灰铸铁的试验方法,生产结果显示:试样的石墨形态为A型,石墨大小为4级,珠光体体积分数为95%;φ20 mm的试样的抗拉强度平均值为324 MPa,硬度平均值为216 HBW;50%存活率时其拉压疲劳极限约为95 MPa,满足技术要求。总结了提高灰铸铁性能的主要措施:(1)在炉料熔炼时,增加Si C进行熔炼,促进铁液凝固时的形核生成;(2)增加孕育量和改变二次孕育处理方式,有利于细化石墨,增加石墨数量,提高材料性能;(3)优化铁液中的C、Si、Cu、Mo、Sn元素,同时在铁液中加入Ni,可提高材料的力学性能。     

喷丸对Ti-10V-2Fe-3Al钛合金拉-拉疲劳性能的影响

研究了高强度钛合金Ti-10V-2Fe-3Al表面喷丸强化所产生的表面形貌、表面粗糙度、表面残余应力和表面层残余压应力场变化及喷丸对其拉-拉疲劳性能的影响.结果表明:喷丸强化可使Ti-10V-2Fe-3A钛合金的表面粗糙度减小和表面层产生一定深度的残余压应力场,喷丸强化引起的表面完整性的改善显著提高了疲劳性能.疲劳试验结果证实了喷丸强化不仅可以显著延长高强度钛合金Ti-10V-2Fe-3Al的拉-拉高周疲劳寿命,而且可使1×107周次下的疲劳极限提高约30%,且表面喷丸强化后疲劳裂纹源由多个变为一个.     

一种受循环内压厚壁圆筒的疲劳强度设计准则

本文利用 Sines方法将脉冲循环内压厚壁圆筒的多向应力问题转化为等效的单轴循环应力 ,再利用 Soderberg疲劳理论提出了一种包含了应力集中系数、尺寸系数和零件的表面加工系数、工作介质系数在内的脉冲循环内压厚壁圆筒疲劳强度设计准则。并用本文公式计算了受脉冲循环内压自支撑端向载荷厚壁筒的疲劳极限压力 P0 ,其计算值与文献 [3 ]中的实验值非常吻合 ,其最大相对误差为 1 0 .8%。同时还得到了受脉冲循环内压自支撑端向载荷厚壁筒疲劳极限压力的计算值与没有轴向力的脉冲循环内压厚壁筒疲劳极限压力计算值的差不大等结论     

高钴钼低碳不锈轴承钢的拉压疲劳裂纹萌生与扩展

采用QBG-50型高周疲劳试验机对高钴钼不锈轴承钢进行轴向拉压疲劳试验,研究了其在室温和500℃下的疲劳裂纹萌生扩展行为。结果表明：室温条件下试验钢的拉压疲劳极限强度为785 MPa, 500℃条件下试验钢的拉压疲劳极限强度为550 MPa,较室温降低了30.0%。通过扫描电镜对疲劳断口观察发现,室温下试验钢的疲劳裂纹起裂类型为单源起裂,起裂源为驻留滑移带、表面加工缺陷和夹杂物,高温下试验钢的起裂类型为单源起裂和多源起裂,起裂源为驻留滑移带、夹杂物和表面加工缺陷。室温下疲劳裂纹萌生于内部驻留滑移带,而500℃下疲劳裂纹多形成在表面或接近表面的滑移带。拉压裂纹萌生寿命占总寿命的97.88%以上。     

热处理对表面纳米化工业纯锆疲劳性能影响研究

采用表面机械研磨处理(SMAT)对工业纯锆进行表面强化,使材料表面组织细化并引入残余压应力,通过热处理(HT)使表层残余压应力释放而纳米晶尺寸保持不变。利用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)对试样表层显微组织进行表征,利用X射线应力仪测试距试样表面不同深度处残余应力,通过四点弯曲疲劳实验对热处理前后试样疲劳性能进行测试,利用扫描电子显微镜(SEM)对疲劳断口形貌进行观察,探讨晶粒细化及残余压应力对疲劳性能的影响。结果表明：SMAT使工业纯锆表层形成150μm左右变形层且最表面晶粒细化至35 nm左右,并得到深度为334 μm最大应力为-695.5MPa的残余压应力层;热处理后SMAT处理工业纯锆表层残余压应力场深度减至115μm、最大压应力降为-148.8MPa,残余压应力场的变化对裂纹源位置及材料的疲劳极限影响明显。SMAT处理使工业纯锆疲劳极限较未处理试样提升23%;通过热处理使其表层残余压应力释放后,其疲劳极限较未SMAT处理试样疲劳极限提高13%。     

低成本钛-铜金属复合型材的热挤压成形

采用无压余热挤压法制备钛-铜金属复合型材,对扁形棒进行拉剪强度检测,观察结合层的组织形貌及拉剪断口形貌等.结果表明:利用回收的钛、采用无压余热挤压法可以生产钛-铜金属复合型材,制备的型材性能稳定,生产工艺可行;该方法可以提高生产效率,降低原材料成本.     

普通灰铸铁铸造余热等温淬火的组织与性能

探讨了普通灰铸铁利用铸造余热直接进行等温淬火后的组织与性能,结果表明：普通灰铸铁不需要再额外添加合金元素,通过铸造预热等温淬火,就可以使灰铸铁基体获得下贝氏体组织,从而使灰铸铁的硬度和抗拉强度均有一定幅度提高。     

Different thermal fatigue behaviors between gray cast iron and vermicular graphite cast iron

The initiation and propagation of thermal fatigue cracks in gray cast iron and vemicular graphite cast iron were investigated by Uddeholm method to reveal the complex thermal fatigue behaviors of cast iron. Differences of thermal fatigue behaviors of gray cast iron and vemicular graphite cast iron were observed and analyzed. It is found that the observed differences are related to the combination of graphite morphology and the oxidization of matrix. More oxidized matrix is observed in gray cast iron due to its large specific surface area. The brittle oxidized matrix facilitates the propagation of microcracks along the oxidization layer. By contrast, the radial microcracks are formed in vermicular graphite at the edge of graphite due to fewer oxidization layers. It indicates that the thermal fatigue resistance of gray cast iron is dominated by graphite content and morphology while that of vermicular graphite cast iron strongly relates to the strength of the matrix.

     

造纸烘缸用灰铸铁力学性能试验研究

为对超长年限服役的灰铸铁造纸烘缸的力学性能状况进行更准确判断，采用不同方法对一台连续服役62年的烘缸灰铸铁材料进行硬度试验和拉伸试验，并对试验结果进行了比对分析。试验结果表明：D型冲击装置里氏硬度计的试验结果与实验室台式布氏硬度计的试验结果存在较大偏差，不宜采用D型冲击装置里氏硬度计进行灰铸铁造纸烘缸的现场检验；G型冲击装置里氏硬度计试验结果与实验室台式布氏硬度计的试验结果相对接近，不同部件的试验结果偏差也存在较大差异；灰铸铁材料的硬度和强度之间并没有明显的线性对应关系，建议可结合显微组织检验等方法对材料性能状况进行综合判断。     

造纸烘缸用灰铸铁力学性能试验研究

为对超长年限服役的灰铸铁造纸烘缸的力学性能状况进行更准确判断，采用不同方法对一台连续服役62年的烘缸灰铸铁材料进行硬度试验和拉伸试验，并对试验结果进行了比对分析。试验结果表明：D型冲击装置里氏硬度计的试验结果与实验室台式布氏硬度计的试验结果存在较大偏差，不宜采用D型冲击装置里氏硬度计进行灰铸铁造纸烘缸的现场检验；G型冲击装置里氏硬度计试验结果与实验室台式布氏硬度计的试验结果相对接近，不同部件的试验结果偏差也存在较大差异；灰铸铁材料的硬度和强度之间并没有明显的线性对应关系，建议可结合显微组织检验等方法对材料性能状况进行综合判断。     

不同孕育剂处理的高强度灰铸铁加工性能研究

为研究不同孕育剂对灰铸铁切削加工性能的影响,制备了高强度HT350材质的试样.对比研究了孕育剂75SiFe、SrSi、BaSi、SiSr(80％)+75FeSi(20％)处理的高强度灰铸铁的力学性能和切削加工性能.结果表明,SiSr(80％)+75FeSi(20％)复合孕育处理的灰铸铁较单一孕育处理的灰铸铁石墨细小弯曲,基体组织均匀性好,具有较高的硬度以及较小的切削抗力,但其断面敏感性较大.单一孕育剂中75SiFe孕育处理的灰铸铁具有较高的抗拉强度、较小的硬度以及较低的断面敏感性.灰铸铁中A型石墨越细小,基体组织越均匀,灰铸铁的加工性能越好,说明显微组织的均匀性对灰铸铁的加工性能具有较大影响.     

Influence of Graphite Nodules Geometrical Features on Fatigue Life of High-Strength Nodular Cast Iron

This paper is concerned with the evaluation of different fatigue strength theories to predict the fatigue life of high-strength nodular cast iron. There have been some studies on the effects of the shape and size of graphite nodules, and of microstructure, on the fatigue strength of nodular cast iron. However, there is not a consensus on how to correlate the fatigue limit with material intrinsic properties or with external features such as considering graphite nodules as defects. Some researchers found good correlations between fatigue strength, σ_w0, and the geometrical aspects of the graphite nodules, considering it as internal material defects. It will be shown in this study that geometrical features such as shape, size, and relative position seem to be adequate to be included in those predictions. In this article, a high-strength cast iron, with rupture strength of about 1300 MPa and Young’s modulus of about 160 GPa, has been used. Correlations both with intrinsic properties as well as with other geometrical effects have been made. A comparison of different theories has also been carried out. This article was presented at Materials Science & Technology 2007, Automotive and Ground Vehicles symposium held September 16–20, 2007, in Detroit, MI.     

铸造缺陷和热处理工艺对球墨铸铁曲轴疲劳强度的影响

195型柴油机球墨铸铁曲轴的失效形式 ,主要是疲劳断裂。铸造缺陷 ,尤其是铸造缩松 ,降低了曲轴的疲劳强度。热处理强化工艺中 ,正火和等温淬火、氧氮化 ,尤其是氧氮化处理 ,能提高曲轴疲劳强度。因此 ,改善铸造质量并采用氧氮化是提高曲轴疲劳寿命的有效手段。     

改善机床灰铸铁铸件性能的措施

总结了目前我国高精度机床灰铸铁铸件生产中存在的问题,叙述了制造业发展对机床灰铸铁铸件的质量要求,介绍了影响机床灰铸铁铸件性能的因素,提出了实现高碳当量高强度机床灰铸铁铸件生产的有效途径.     

高强度D型石墨铸铁的研究进展

综述了灰铸铁中产生D型石墨的原因，D型石墨对灰铸铁性能的影响以及D型石墨灰铸铁的应用。国内外的研究表明：深过冷，在灰铸铁中加入提高过冷度的合金元素（钛，铝，锑，碲，稀土元素等）或者二者的结合都会促进生成D型石墨；D型石墨灰铸铁具有较高的强度，较好的抗氧化性，抗生长性，抗热疲劳性和耐磨性；D型石墨灰铸铁已经广泛用于生产玻璃模具，压缩机缸体，压缩机曲轴等铸件。笔者还介绍了采用钒钛生铁生产的D型石墨合金铸铁凸轮轴的性能特点及其应用情况。     

炉前冲入废钢提高灰铸铁强度的方法初探

试验了通过冲天炉炉前铁水包中冲入少量废钢以及冲入废钢同时进行孕育处理提高灰铸铁强度的方法。结果发现：冲入３％废钢能明显提高灰铸铁的强度，且引起的化学成分变化不大；冲入废钢同时配以孕育处理可较大幅度提高灰铸件的强度。     

涂镀合金层的合金铸铁齿轮的接触疲劳强度研究

以齿轮为研究对象，用常用的辊子模拟方法，在Cu-Cr-P合金铸铁辊子试件表面分别涂镀Cu金属层、NiW合金层，然后与未涂镀的试件一起进行接触疲劳强度对比试验，共试验试件30对。试验结果表明：表面合金涂层能显著提高合金铸铁齿轮的接触疲劳寿命，文中同时分析了合金涂层的组织结构和性能。