TC4钛合金气瓶半球体的热模压

作为高压容器,其半球体广泛采用热模压成型,使瓶咀与半球构成整体,以使容器安全可靠,工作应力提高。但是,由于钛合金高温变形抗力大,且在加热模锻过程中与氧、氢、氮等气体接触易被污染,故比一般钢件模锻困     

缓蚀剂对轻合金应力腐蚀和腐蚀疲劳的影响

轻合金应力腐蚀与腐蚀疲劳造成的事故,日渐频繁。如美国阿波罗登月飞船,发生过高压容器产生的应力腐蚀破裂,影响登月计划,贝尔航空公司也发生过作为火箭和导弹燃料的 N_2O_2,钛合金压力容器的破坏。美国慧星式客机及 F—111战斗机因出现机械作用下的腐蚀破裂而坠毁等。     

等离子弧焊接在钛合金压力容器上的应用

叙述了钛合金压力容器焊接概况、存在问题以及钛合金高压容器穿透法等离子弧焊接和薄壁容器微弧等离子焊接结果。结果表明,钛合金容器等离子弧焊接缺陷少、质量高、满足设计要求,工艺合理,值得推广应用。     

应力松弛试验恒定总应变控制系统的改制

一、问题的提出在电厂设备中使用的紧固件和联接件,例如汽轮机汽缸及锅炉主蒸汽管道用的螺栓,为了保证联接强度并具有很高的密封效果,在工作中需要承受很大应力。在恒定的总变形条件下,随时间的延长,螺栓内部的弹性变形部分转变为非弹性变形,从而使内部应力逐渐下降。应力的下降减弱了螺栓的紧固作用,会使联接部位松动,承受高压的容器或壳体联接处漏气,引起故障。因此,在设计中必须考虑到螺栓材料在初始应力下工作一定时间后的剩余应力,以便正确地设计螺栓的工作应力。另一个应力松弛的典型示例是水泥预制     

TC18钛合金压力容器焊后失效分析及热处理制度优化

某型TC18钛合金压力容器焊后热处理后承压能力检测不合格,对断口显微组织观察发现准解理断口特征。结果表明,因热处理温度(480℃)偏低,热影响区粗大的亚稳态β晶粒变化较小,马氏体α'相转化成稳定的α相不彻底,残留部分的α'相在冷却过程中长成平行的细片状,焊接和冷却过程产生的残余应力未被完全消除,导致焊接热影响区的强度和塑性都有严重的下降。TC18钛合金高压容器焊后通过热处理工艺参数的优化(590℃保温2 h),其基体材料内部吸收的热能达到大部分残余应力的松弛激活能,使焊缝区内部的畸变能得到释放,残余应力消除,改善了焊接接头的综合力学性能。     

正确处理强度和韧性的矛盾研制高强度钢高压容器

根据社会主义经济建设的需要,前些时候,我们试制了高压容器,按设计要求,选取40SiMnCrNiMoV钢板,冲压成型,用钨极氩弧焊焊成球形,然后淬火和低温回火热处理。试件的抗拉强度σ_b为210—220公斤/毫米~2,屈服强度σ_(0.2)为180—195公斤/毫米~2,其它如延伸率δ、断面收缩率ψ和冲击值α_K等,与设计要求相比,均完全合格,设计安全系数(屈服强度/工作应力)甚至大于2.2。但是,试制成的容器在水压考核时,发生低压爆破。有10个容器在大气中存放八个月后进行水压考核,其中7个在远低于屈服强度的应力下,发生脆性破裂,见图1。     

钛及钛合金X射线应力测试参数的选择

针对钛及钛合金X射线应力测试中衍射峰强度低、峰形差、测试结果波动范围大和准确度低等问题,通过对标准零应力试样和标准应力试样的X射线应力测试,研究了钛及钛合金X射线应力测试中准直器直径、计数时间和计数次数变化对衍射峰强度、净峰强度、半高宽、应力测试结果的影响规律,在此基础上确定了钛及钛合金X射线应力测试参数的选择方法,并对钛合金电子束焊接头的残余应力进行了测试.结果表明,随着准直器直径增大和计数时间增长,衍射峰强度增大,衍射峰形改善,测试结果准确性提高;随着计数次数增加,衍射峰形改善,测试结果准确性提高;所确定的测试参数对钛合金电子束焊接头残余应力测试的结果满足相关标准要求.     

钛合金剪切旋压残余应力分布规律研究

应用X射线法测定了TC4钛合金残余应力分布,研究了剪切旋压变形温度、进给率和半锥角对残余应力分布的影响规律.试验结果表明,随着旋压进给比的增大,TC4钛合金工件表面残余压应力也随之增大;旋压变形温度对TC4合金表面残余应力的影响不显著,但当温度超过750℃,由于材料屈服强度的显著降低而导致坯料沿壁厚截面的变形不均,使残余应力急剧升高;合适的半锥角有利于降低工件的残余应力,半锥角过小或过大均会导致残余应力的急剧增大.从降低残余应力的角度,TC4合金旋压变形温度范围应控制在600℃～700℃,半锥角在30°～45°,并宜选用较低的进给比.     

喷丸结合振动光整加工工艺对钛合金疲劳性能的影响

目的提高钛合金的疲劳性能。方法采用喷丸结合振动光整加工工艺对TC4钛合金进行了表面加工处理。对未加工试样、经过喷丸处理后的试样和经过喷丸与振动光整加工工艺处理后的试样,分别进行了表面粗糙度、表面层残余应力测试,并对三种状态下的试样进行了旋转弯曲疲劳试验。对比了不同工艺处理后试样的表面粗糙度、表层残余应力及疲劳强度。结果与喷丸工艺相比,采用喷丸结合振动光整加工工艺对试样进行处理后,试样的表面残余压应力值提高了39 MPa,残余压应力峰值、残余压应力层的厚度略有降低。喷丸结合振动光整加工工艺在不明显改变试样残余压应力场的条件下,使试样的表面粗糙度得到大幅降低。疲劳试验结果表明,喷丸工艺使TC4钛合金的疲劳强度提高了16.3%,喷丸结合振动光整加工工艺使TC4的疲劳强度提高了23.8%,比喷丸后TC4钛合金的疲劳强度高出7.5%。结论在喷丸工艺的基础上,喷丸结合振动光整加工工艺通过改善TC4钛合金的表面完整性,使TC4钛合金的疲劳强度得到进一步提高。     

基于轮廓法测试钛合金线性摩擦焊接的内部残余应力(英文)

采用轮廓法测试TC17钛合金线性摩擦焊接的内部应力。该方法是一种较新的能获得构件内部应力全貌的破坏性测试技术。首先将测试试件切割成两半,然后测试因应力释放而造成的切割面变形,最后将切割面的测试轮廓作为线弹性有限元的边界条件计算垂直切割面的内部残余应力。分析TC17线性摩擦焊接内部残余应力的分布特征。测试结果表明:TC17钛合金线性摩擦焊接头距焊缝中心12 mm区域的内部残余应力为拉伸应力,峰值拉伸应力出现在焊缝中心位置,达到360 MPa(约为TC17钛合金屈服强度的1/3);焊缝区域残余应力沿厚度分布不均匀,内部应力大于上下表层区域的应力。     

数值计算模拟工艺参数对电子束焊接残余应力的影响

电子束焊接残余应力的实测需要花费大量成本,因此采用数值模拟其焊接残余应力的大小和分布具有重要意义.利用三维有限元分析程序,建立了TC4钛合金板电子束焊接温度场和残余应力场的有限元分析模型,着重分析了高压和中压两种工艺参数对其接头焊接残余应力的影响.旨在探讨不同工艺参数对电子束焊接过程的影响规律,从而优化工艺,降低成本.计算结果表明,采用中压参数焊接的电子束焊接接头残余应力的峰值比采用高压参数的接头残余应力峰值高;而且其残余应力分布更集中于焊接接头中段.     

4 GPa高压热处理对TC4钛合金组织及热物理性能的影响

利用热常数测试仪和膨胀仪测试了4 GPa压力热处理前后TC4钛合金在27~600℃温度范围的热扩散系数和热膨胀系数,并借助光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了合金的显微组织,探讨了高压热处理对TC4钛合金组织及热物理性能的影响。结果表明,高压热处理能细化合金组织,增大合金的热膨胀系数;当温度低于约235℃时,高压热处理使钛合金的热扩散系数变小,而在高温下高压热处理使钛合金的热扩散系数变大。     

T225NG钛合金的单轴棘轮行为研究

基于单轴常温与高温循环棘轮实验，研究了T225NG钛合金棘轮饱和、演化和破坏的一些特性，发展了一套描述高温棘轮循环的单轴饱和棘轮本构关系的方法，新方法克服了传统棘轮变形二元应力控制论带来的难题，描述方程结构简洁，建模简便、精度高，适合工程应用．研究表明：在常温应力循环下，当均值应力为半峰值应力时，T225NG钛合金会伴随棘轮饱和产生疲劳破坏，而当均值应力低于半峰值应力时，棘轮应变因局部损伤使材料较快达到疲劳破坏而不能达到饱和态。此外，常温应力循环下，单轴试样的低周疲劳寿命与幅值应力之间的关系符合幂律。     

直径9.2米球形容器的制造

大型球形容器是作为一种受压容器而被应用的。从设计角度看,在相同容积情况下,球壳表面积最小;在相同压力下,球壳应力最小,从而在相同直径下,球形容器的壁厚只有圆筒     

专利名称：均热加压方法及装置

在一叶高压容器的一方的高压容器中对处理品进行加热、加压处理期间．在另一方的高压容器中使被加压处理的处理品处于加热状态。在一方的高压容器中的处理品的加热、加压处理完成后的减压工序中．连通两高压容器内部．把一方的高压容器放出的加压介质气体注入另一方的高压容器内，两高压容器内的压力基本达到平衡状态后．用压缩机从一方的高压容器吸出加压介质气体并加压后．     

钛合金喷丸残余应力场与热松弛

用100%和300%覆盖率喷丸方法对TC4钛合金表面进行强化,分析了表面覆盖率和热暴露温度对合金表面残余应力场和半高宽的影响。结果表明,喷丸后,较高的覆盖率可以提高残余压应力的数值、深度及半高宽数值;经过200 ℃×1 h热暴露后,覆盖率为100%和300%喷丸的钛合金表面残余应力场和半高宽分布基本一致,说明覆盖率偏高对于残余应力场的热稳定性有不利影响;经过500 ℃×1 h热暴露后,覆盖率为100%和300%喷丸的钛合金表面残余应力场均松弛殆尽,说明热暴露温度对残余应力具有重要影响,而表面层半高宽仍高于基体,说明喷丸产生的塑性形变强化效果仍可能存在。     

钛合金喷丸后的残余应力场与热松弛分析

采用100%和300%覆盖率喷丸方法对TC4钛合金表面进行强化,分析了表面覆盖率和热暴露温度对合金表面残余应力场和半高宽的影响。结果表明:喷丸后,较高的覆盖率可以提高残余压应力的数值、深度及半高宽数值;经过200℃×1 h热暴露后,覆盖率为100%和300%喷丸的钛合金表面残余应力场和半高宽分布基本一致,说明覆盖率偏高对于残余应力场的热稳定性有不利影响;经过500℃×1 h热暴露后,覆盖率为100%和300%喷丸的钛合金表面残余应力场均松弛殆尽,说明热暴露温度对残余应力具有重要影响,而表面层半高宽仍高于基体,说明喷丸产生的塑性形变强化效果仍可能存在。     

喷丸表面覆盖率对Ti60高温钛合金疲劳性能的影响

采用新型的陶瓷弹丸,对Ti60钛合金进行相同喷丸强度和不同表面覆盖率(100%,200%,400%)的喷丸强化,研究了喷丸前后的表面形貌、表面粗糙度、残余应力场、X射线衍射峰半高宽等表面完整性特征参数以及其对高温疲劳寿命的影响。结果表明,喷丸覆盖率对表面完整性具有重大影响,因此不同覆盖率喷丸Ti60钛合金试样具有显著差异的疲劳寿命。采用200%覆盖率喷丸,可以使钛合金Ti60保持较小的表面粗糙度(Ra=1.2μm),较大的尖端圆角曲率半径(相对磨削加工),较好的残余应力分布和稳定的强化层微观组织,这些较好的表面完整性状态使Ti60钛合金的高温旋转弯曲疲劳寿命提高了4倍左右;而采用其他表面覆盖率(100%,400%)喷丸时,Ti60钛合金的高温疲劳寿命提高了2倍左右。     

基于计算机有限元分析的激光冲击强化钛合金疲劳性能研究

基于限元分析软件ABAQUS和MSC.Fatigue,建立了激光冲击TC17钛合金标准紧凑拉伸试样及其疲劳裂纹扩展的有限元分析模型。对不同区域下激光冲击强化TC17钛合金后的残余应力分布及疲劳裂纹扩展性能进行分析,进而探讨了残余应力场对疲劳裂纹扩展的影响。结果表明,激光冲击TC17钛合金经后,试样上下表面处理区域均呈现压应力分布,最大残余压应力达-473 MPa,残余压应力层深度达0.76 mm,同时,表面残余压应力随激光功率密度和冲击区域的增大,逐渐增大并达到饱和。相对于未冲击件,激光冲击使TC17试样疲劳寿命大幅延长,疲劳裂纹扩展速率显著降低;且随冲击区域的增大,疲劳寿命不断延长,表明激光冲击诱导的残余应力场对TC17钛合金疲劳裂纹扩展具有较好的抑制作用。     

采用带极堆焊工艺制造双金属化工容器封头

前言在化工、石油等工业部门的低合金高强钢厚壁压力容器制造中,为了降低容器的制造费用和提高其使用寿命,要求在容器内壁复盖一层耐蚀性高的奥氏体铬镍不锈钢。目前,在低合金高强钢基础上制造双金属化工容器封头,广泛采用的方法是先热冲压成型,后堆焊的方法。也就是在筒体和封头环缝组装后,堆焊金属只经受消除应力热处理,从而使堆焊工艺和内表面不锈层加工工艺复杂化。