发动机铸铁气缸盖热处理前后的残余应力对比

采用压痕应变法、全释放应变法和深孔(DHD)法分别检测两种材料4种型号的发动机铸铁气缸盖在热处理前后的残余应力,分析了热处理消除气缸盖残余应力的效果。结果表明：通过压痕应变法和全释放应变法测得热处理前后气缸盖表面的残余应力基本为压应力,两种方法测得的残余应力水平相当,除3号气缸盖外,其余气缸盖热处理后的表面压应力峰值基本没有下降;通过DHD法测得气缸盖深度方向存在拉应力,热处理工艺没有降低气缸盖深度方向的拉应力峰值;3号气缸盖可以采用热处理工艺消除表面残余应力,其余气缸盖热处理前残余应力的水平较低,无需进行热处理。     

7050铝合金结构件热处理与冷成形过程残余应力演化规律的数值模拟

基于Hansel-Spittel黏塑性流变应力模型以及应力-应变曲线构建7050铝合金在不同温度区间的材料本构方程.采用有限元仿真技术,首先分析试块级试样淬火与冷压缩过程的残余应力变化,模拟的分布规律与试块的超声测试分析结果一致.在此基础上,研究带筋条结构的铝合金结构件淬火热处理与冷变形工艺残余应力演化规律,并对结构件开展了超声残余应力测试和机加工变形验证.结果表明:淬火后残余应力呈外压内拉分布.不同的冷变形工艺对结构件淬火残余应力的消减程度有较大差异.对于冷压缩工艺,当变形量超过2％后,辐板压缩对辐板心部的应力状态改善较好,而筋条压缩只改善筋条局部位置的应力状态.3％压下量的冷拉伸工艺对整体的应力状态改变较大,可同时有效改善筋条部位和辐板部位残余应力的均匀性.经冷拉后,铝合金结构件机加工变形程度可得到明显改善.     

低合金钢消应力热处理研究进展

介绍了低合金钢焊接残余应力及其消除方法,综述了热处理方法消除残余应力的机理、工艺参数设计、低合金钢消应力热处理特点,以及该处理对低合金钢构件性能与残余应力的影响规律。指出了针对低合金钢构件,在考虑应力消除效果的同时,还应在构件选材、制作及热处理参数制订时尽量避免消应力热处理后材质性能产生明显恶化。      

喷丸处理对6151-T6铝合金旋转弯曲疲劳性能的影响

对经过电解抛光、喷丸处理和喷丸处理再抛光的三种6151-T6铝合金试样的表面粗糙度及喷丸处理后试样表面硬化层的硬度进行测试。对三种表面状态不同的铝合金材料进行旋转弯曲疲劳实验。研究喷丸处理试样表面残余应力随疲劳实验的变化情况,以及喷丸处理对该铝合金疲劳性能的影响。结果表明:喷丸处理对材料疲劳性能的影响与加载的压应力水平有关。当加载的压应力与表面残余压应力之和不超过材料表面硬化层的循环屈服强度时,硬化层中的残余压应力在疲劳过程中不发生应力松弛,疲劳寿命得到大幅度提高;反之,将发生应力松弛现象,疲劳寿命的提高程度受残余压应力松弛程度的影响。此外,喷丸处理造成的材料表面粗糙度的增加,在全应力幅范围,使材料的疲劳寿命略有降低。     

脉冲电流作用下40Cr钢淬火残余应力的消除

研究了脉冲电流作用下40Cr钢淬火残余应力的消除.结果表明,当脉冲电流密度达到一定数值后,材料中的残余应力开始部分弛豫;当电流密度达到6.3 kA/mm2时,残余应力可在700μs的脉冲电流处理时间内完全消除,而试样的瞬时温升仅约为360℃.在脉冲电流作用下残余应力弛豫的主要原因,可能是电流的电致塑性效应降低了材料的屈服强度,试样在由快速加热产生的瞬时热压应力和残余应力的共同作用下发生了微量的塑性变形.     

激光相变硬化残余应力研究

本文主要采用X射线法对激光相变硬化处理后试样表面至内部的残余应力进行逐层测定。并辅以小孔应力释放法予以比较。结果表明:在通常激光相变硬化处理参数下,碳钢的残余应力按正弦波规津分布。表面为压应力,内部为拉应力。其幅值随激光参数减小而减小。二次激光相变硬化处理的残余应力为拉应力。本文对残余应力在激光相变硬化处理热循环过程中的形成进行了解释。在最初升温阶段,表面发生热塑性变形而形成少量压应变。在随后的冷却过程中产生拉应变。当发生奥氏体向马氏体组织转变时,又产生压应变。因此,最终残余应力状态是表面达到的温度,塑性屈服量,组织转变量等因素综合影响的结果。而与是终形成的组织,残余奥氏体量等没有对应关系。     

中子衍射测量残余应力研究进展

中子衍射技术是一种测量材料或工程部件内部的三维应力状态的方法。综述了近年来中子衍射在宏观部件焊接、热加工与热处理过程中残余应力测量的应用,在探究材料微观变形机理方面的应用,在金属基复合材料与多相合金中各相微观应变测量的应用,以及与其他残余应力测量技术对比等方面的研究情况,并展望了中子衍射测量技术的应用前景。     

球罐裂纹及不同修复过程的残余应力

壁厚为42mm的1 500m3液化石油气球罐,运行4年后出现大量裂纹,在局部补焊中又反复出现裂纹,最后采用了对赤道带大环焊缝的重新焊接及整圈热处理才使球罐得以修复.用X射线法对该球罐进行了系统的残余应力测试.结果表明,内壁赤道带原始焊缝处残余应力高达0.72σs,说明球罐建造时的热处理效果较差;而局部修复及热处理后在焊缝附近残余应力接近或达到屈服应力,又表明局部热处理未起到应有作用.在球罐大环重新焊接及整圈热处理后的相同位置又进行两次测试,残余应力水平大幅度降低,整体下降约50%,显示最终的热处理效果良好.     

滚筒强化对2D70铝合金厚板表面应力以及组织和性能的影响

2D70铝合金是应用广泛的中强度铝合金,为了消除材料经机加工后在表面形成的残余拉应力,本工作研究了滚筒强化工艺对2D70铝合金厚板表面残余应力、表面形貌、高低频光滑疲劳性能及疲劳裂纹源的影响.结果表明,滚筒强化处理在2D70试样表面造成了残余压应力,但是同时也对试样表面造成某种程度的损伤,对最终材料高、低频光滑试样的疲劳性能影响不大,滚筒强化处理改变了疲劳裂纹的起源.     

层削法在航空板材残余应力测试中的应用

采用层削法测试了7050-T7451高强度铝合金航空板材的残余应力，对比了不同标准测试方法的差异，研究了不同厚度板材残余应力的分布规律。结果表明：试样两端有沉孔和无沉孔对残余应力的测试结果无明显影响；在板材不同宽度位置取样测得的残余应力无显著差异；厚度为20 mm及76 mm板材纵向试样的表层为压缩应力区，次表层为拉伸应力区，心部为无应力或低应力区；厚度为165 mm板材纵向试样从表层到心部分别为拉伸应力区、压缩应力区、拉伸应力区、低拉伸应力区。     

残余应力测定的基本知识第二讲 X射线应力测定的基本原理

用X射线衍射技术来测定材料中的残余应力(或外载应力与残余应力的代数和)称为X射线应力测定.其特点是:①属于物理方法,不改变试件的原始应力状态;②理论严谨,方法成熟;③测定的是表面应力,故对材料的表层状态比较敏感,必须对测试点作恰当的表面处理;④根据特点③,可以借助于电解抛光等手段测定应力沿层深的分布.     

金属基复合材料残余应力测定

分析了金属基复合中热残余应力的形成机理及表现特点，并对几种常用的测定金属基复合材料残余应力的方法进行了分析比较，普通Ｘ射线法虽然简便、经济、但穿透能力有限，所测值仅反映试样表面的残余应力状态；中子衍射的区域较大，测出的仅是残余应力平均值。Ｘ射线能量衍射法虽然穿透能力较强，能测出试样内部较深范围的残余应力，但由于产生衍射法穿透力强，分辩率高，能测出复合材料内部的残余应力场梯度，是测定金属基复合材料残     

测试大型汽轮机转子残余应力的环芯法和X射线法

采用X射线法对汽轮机转子近表面的残余应力进行了测试,结果表明,不同的加工方式,其残余应力的状态和分布是不同的。应用环芯法和X射线法测试了汽轮机转子的残余应力,其结果是相近的,环芯法是目前国际通用的测试方法,值得采用。     

喷丸处理对2219铝合金搅拌摩擦焊焊接残余应力的影响

对2219铝合金板进行了搅拌摩擦焊(FSW)和喷丸处理，采用X射线衍射仪(XRD)测量了搅拌摩擦焊和喷丸产生的残余应力，分析了残余应力的分布特征，研究了弹丸直径、弹丸材料、喷射距离等参数对搅拌摩擦焊接残余应力分布的影响。结果表明：焊接后，焊缝附近存在较大的残余拉应力，焊缝中心线±20 mm范围内的平均应力高达100.9 MPa,而远离焊缝的母材区域接近零应力状态；喷丸后，试样残余应力分布发生显著变化，表层残余应力表现为压应力，并且该压应力数值随着深度的增加先增大后减小，最后保持为拉应力；增大弹丸直径可提高最大残余压应力值和残余压应力层深度，但当弹丸直径继续增大至1.2 mm时，最大残余压应力值不再继续增大；选用合适的弹丸材料可获得理想的残余压应力分布情况；随着喷射距离的增大，最大残余压应力值和残余压应力层深度先增大后减小。     

消应力热处理对塑性变形后10CrNi5MoV钢性能与组织的影响

研究了10CrNi5MoV钢原始态试样、无塑性变形消应力热处理试样、塑性变形量为6.6%试样和塑性变形量为6.6%消应力热处理试样4种状态的组织与性能。结果表明,消应力热处理后,塑性变形量为6.6%试样较热处理前压缩屈服强度明显升高,包申格效应得到消除;试样的-20℃KV2、-84℃KV2较热处理前分别降低39 J、42 J,出现了脆化现象;消应力热处理后,塑性变形试样较热处理前金相组织和晶粒度未出现明显改变;消应力热处理后,塑性变形试样中生成了板条间条状碳化物,并发生了P、Ni等元素在晶界的偏聚;条状碳化物的出现、P等元素在晶界的偏聚是塑性变形试样经消应力热处理后脆化的原因。     

喷丸起落架外筒焊接热影响区的残余应力测定

本文用X射线法测定了喷丸起落架外筒焊缝影响区的残余应力,并从残余应力角度考察了起落架外筒现行工艺路线的优劣。测定结果表明,在相同构件上虽然所测方向和部位不同,但残余应力的分布、大小及符号基本相同。与前起外筒相比,喷丸处理在主起外筒上形成的残余压应力值较低。分析认为消除焊接残余拉应力的合理工序,是两种外筒均应采用焊后热处理,但应防止表面脱碳。     

残余应力对金属疲劳强度的影响

残余应力对光滑试样高周疲劳极限的影响可以用Goodman关系来描述，但必须要得到残余应力作用系数m、合理地提取残余应力的表征值和区分开其它因素的影响。残余应力对缺口疲劳极限的作用大于对光滑试样的作用，是由于残余应力也存在应力集中现象，而且不易衰减。残余应力的应力集中系数不仅与缺口几何因素有关，还与材料特性有关。试验研究还表明，表层残余压应力对于承受轴向载荷且疲劳残纹萌生于表面的零件也十分有益。     

X射线应力仪侧倾法测定板材的残余奥氏体含量

采用X射线应力仪侧倾法对某型板材的残余奥氏体含量进行了测定，研究了测试条件对测定结果的影响。结果表明：不同试样表面状态、不同测试方向和侧倾角度的单次测定结果之间存在较大的差异，因而单次测定结果不适合作为最终测定结果；就不同侧倾角残余奥氏体含量测定结果的平均值而言，试样表面状态对测定结果没有明显的影响．并4用X射线应力仪，采用多个测试方向、较大直径的准直管和多个侧倾角进行残余奥氏体含量测定，可以获得较为均匀一致的残余奥氏体含量平均值。     

核电转子滚压强化后残余应力分析与评价

利用X射线衍射应力分析方法对表面经过滚压强化处理的核电转子的滚压面中心区域和外边缘区域的残余应力进行了测试,并对残余应力分布进行了分析。结果表明:滚压处理后转子滚压面中心区域沿转子轴向的残余应力平均值为-464.8 MPa,环向残余应力平均值为-454.4 MPa,残余应力分布均匀,强化效果比较显著;而滚压面边缘区域的残余压应力较中心区域要小,沿转子轴向和环向两方向的残余压应力也比较接近,残余应力分布同样均匀。     

核电轮盘及叶根槽喷丸层的残余应力

对核电轮盘以及叶根槽采用喷丸强化处理,利用X射线应力分析方法研究了轮盘喷丸后表面残余应力的均匀性,以及轮盘、叶根槽喷丸试样的残余应力沿层深的分布规律。结果表明:喷丸处理后轮盘表面残余应力分布均匀,轮盘及叶根槽最大残余应力值分别达到-667.9MPa和-587.5MPa。