300M超高强度钢的切入式磨削加工性

为解决某型号飞机起落架中300M钢的外圆磨削工艺参数优化问题,对该材料的磨削工艺做了实验研究,通过建立磨削力、磨削温度、表面粗糙度与磨削用量之间的关系,给出了300M钢磨削加工工艺的最佳参数范围.结果表明:选用白刚玉砂轮磨削300M超高强度钢,磨削深度应尽量减小;当零件速度降低,磨削弧区温度减小,热源移动速率减低,促使零件磨削温度升高;当磨削量为300 mm3时,砂轮损耗严重,片状屑形分散且面积增大,占砂轮工作面近1/3且出现附着现象.     

低合金超高强度钢的绝热剪切带分析研究

测量了中碳Cr-Ni-Mo-V系低合金超高强度钢中绝热剪切带(ASB)及其周围金属的显微硬度,观察了其微观组织。结果表明:绝热剪切带的硬度远高于基体的硬度,达700～830HV0.05,为多孔状的非晶组织;紧靠ASB的是窄的过渡带,为重新生成的细小的马氏体组织;外层则是宽约20μm的软化带,为较高温度下的回火马氏体组织,其硬度低于基体。     

两种超高强度钢的拉伸力学性能研究及断口分析

利用CSS4410型电子万能材料试验机和Hopkinson拉杆研究这两种材料在室温下应变率范围在0.001～3 300 s-1的拉伸力学性能,结果表明:两种材料在不同应变率拉伸载荷下均有明显的应变硬化和颈缩现象;两种材料均表现出较强的应变率敏感性,并且材料Ⅰ的应变率敏感性强于材料Ⅱ。最后利用扫描电镜(SEM)对两种材料应变率在0.001 s-1和3300 s-1下的拉伸断口进行观察,发现试样的断口形貌均为杯锥状,剪切唇区的面积比例随应变率的提高而增大,表现出一定的应变率相关性。     

超高强度钻杆钢级显微组织与拉伸性能研究

用OM、SEM、TEM及拉伸试验机等研究超高强度钢级钻杆N150及U165的显微组织和拉伸性能,并与高强钢级钻杆G105及S135进行对比。结果表明:4种钻杆钢的显微组织均为回火索氏体组织,随钢级增加,显微组织更细小;抗拉强度增加速率低于屈服强度;屈服点应变与屈服强度正相关,抗拉强度点应变和抗拉强度负相关;静力拉伸能(STE)和静力韧度均单调增加,表明超高强度钻杆钢U165具有优良的综合拉伸性能;STE能较准确表征材料静态韧度。     

超高强度钢激光-MAG复合焊熔滴过渡研究

采用高速摄影技术对超高强度钢激光-MAG复合焊接过程中激光功率、光丝间距、MAG电流对熔滴过渡形态的影响进行研究。结果表明:随激光功率、光丝间距的增大,熔滴过渡频率先增大后减小;随MAG电流的增加,熔滴过渡频率逐渐增大。当激光功率为3 kW、光丝间距为2 mm、MAG电流为220 A时,熔滴过渡最稳定,过渡频率最快,过渡方式为喷射过渡。     

基于Johnson-Cook本构模型的高强度装甲钢动态力学性能参数标定及验证

具有高屈服强度的某装甲钢广泛应用于我国装甲车辆。为准确模拟该装甲钢的动态力学行为,开展基于Johnson-Cook（J-C）本构模型的动态本构参数标定及验证。采用万能材料试验机对该装甲钢进行不同温度下的准静态拉伸试验,同时采用分离式霍普金森压杆开展不同应变率下的压缩性能测试。基于实验数据和J-C本构模型,拟合得到该装甲钢的本构参数。基于轻气炮开展泡沫铝弹丸冲击均质梁的实验研究,分别采用J-C本构模型和理想弹塑性模型进行有限元仿真计算,并将冲击实验与数值结果进行对比分析。结果表明：该装甲钢具有应变率强化效应,且温度软化效应显著;采用J-C本构模型仿真的均质梁峰值挠度与试验结果的相对误差为1.7%~6.1%,残余挠度相对误差为0.6%~7.6%。     

超高强度马氏体时效钢的研究与应用

介绍马氏体时效钢的种类,分析其强韧化机理,论述了典型的18Ni马氏体时效钢和无钴马氏体时效钢的化学成分和力学特性。系统阐述了循环相变热处理、形变热处理及等径弯曲通道变形(ECAP)这3种目前常用的细晶强化方法,并提出了马氏体时效钢的发展趋势及进一步深入研究强韧性和细晶强化的途径。     

基于GA-ANN的不锈钢复合板剪切强度优化模型研究

基于人工神经网络和遗传算法,结合177组不锈钢复合板实测数据,构建不锈钢复合板剪切强度模型。研究确定不锈钢铬当量、铬镍当量比、复合板覆层厚度以及基材厚度为网络输入量,复合板剪切强度为输出量,隐含层节点数由试探寻优法确定,优化网络结构为4-7-1;比较Levenberg-Marquardt、Quick-Propagation、Standard Back-Propagation算法的训练误差、测试误差及计算迭代步数,确定以误差最小、计算速度最快的LM算法训练网络;另外,利用提前终止法避免ANN模型产生的过拟合的问题;在此基础上,引入遗传算法进一步优化ANN网络的权值和阈值,使得复合板剪切强度预测值与实测值相关系数达到0.997;将所构建模型用于实际不锈钢复合板剪切强度的预测,与实测值相近,进一步验证预测模型的有效性和可靠性。     

高强韧炮钢热塑性变形应力-应变本构模型及锻造仿真研究

使用Gleeble3500型热模拟机对高强韧炮钢材料进行压缩试验,得到不同温度及变形速率下材料的真实应力-应变曲线。试验数据表明,高强韧炮钢材料为应变率和温度敏感材料。拟合得到高强韧炮钢材料热塑性变形的应力-应变本构模型。采用有限元方法对高强韧炮钢进行模拟仿真,计算得到相同工艺条件下,空心与实心坯料锻造过程中的应力-应变等结果,为高强韧炮钢热锻过程控制提供理论基础及技术指导。     

2200 MPa级超高强度低合金钢的组织和力学性能

研究了两种不同硅含量超高强度低合金钢在不同热处理下的力学性能,分析了硅对2200MPa级超高强度钢力学性能的影响。结果表明,试验钢经淬火及低温回火后得到板条马氏体、ε碳化物和少量残余奥氏体组织。碳的质量分数为0.5%能使钢的强度达到2200MPa。添加1.75%质量分数的硅使钢的强度提高约100MPa,其抗回火稳定性高,在270℃回火下其抗拉强度仍在2200MPa以上。     

喷射沉积含锆镍超高强铝合金的组织与性能研究

采用喷射沉积技术制备Al-12Zn-2.4Mg-1.1Cu-0.2Zr-0.3Ni铝合金,利用电子拉伸机和透射电镜等手段,研究不同挤压比、不同固溶温度下合金经120、130℃时效处理后力学性能与微观组织之间的关系。结果表明:合金经480℃×2h+120℃×24 h固溶与时效处理后,合金抗拉强度达到830 MPa,延伸率保持在7.5%;加入微量锆和镍后PFZ区变宽,并且晶界上黑色链状物相(GBP)中有微量Ni元素存在,有球形Al3Zr相出现在PFZ区周围;纳米级含Zr、Ni相的"钉扎"细晶作用、η′相和PFZ联合作用促使材料具有良好的综合力学性能。     

工程机械用800 MPa低合金高强度钢焊接接头低周疲劳性能研究

针对大型工程机械用800 MPa低合金高强度钢及其焊接接头,进行低周疲劳性能研究。试验在常温下进行,对称三角波加载。试验结果表明,母材两个轧制方向的应变疲劳寿命没有明显差别,焊接接头的疲劳寿命偏低。焊接接头的局部软化是应变集中,导致应变疲劳寿命降低的主要原因。应变疲劳断口有明显的条纹特征,母材疲劳断口上伴有与条纹平行的二次裂纹,焊接接头的疲劳断口条纹清晰且宽度较细。试验确定的循环应力应变特性参数和应变疲劳寿命参数有明显的相关关系。