喷丸对铝合金亚表面裂纹闭合修复的影响与试验

目的 研究喷丸修复7075-T651铝合金亚表面裂纹的愈合机理及修复效果。方法 建立材料亚表面裂纹在喷丸作用下的修复模型,运用Ansys进行数值模拟计算,并预测裂纹深度修复阈值;根据模型,利用线切割制造相应的裂纹,并对其进行喷丸修复,从残余应力、疲劳强度、微观结构等方面分析裂纹愈合的机理,并评估修复效果。结果 仿真结果表明,在弹丸直径D=0.5 mm、弹丸速度v=100 m/s时喷丸修复效果最佳,裂纹修复深度阈值为0.15mm;裂纹修复区域的表面应力为非裂纹区域的83.17%,实验结果与仿真结果相符;在修复裂纹后,试件的疲劳强度可以达到完好试样的70.32%。剧烈的喷丸冲击使裂纹亚表面材料产生较大的微观形变热,有利于组织形变,促使裂纹两侧的晶粒组织形成闭合挤压,宏观上表现为压应力下组织的紧密闭合,这种闭合起到了修复裂纹的作用,整体上属于物理性修复,但仍无法完全消除裂纹对材料的消极影响。结论 喷丸通过压力作用对亚表面材料的裂纹进行闭合修复,使材料的疲劳强度得到恢复,这对于铝合金结构件裂纹的早期修复和应急性修复具有积极作用。     

30CrMnSiA支臂零件裂纹产生原因分析

30CrMnSiA支臂零件在机加工和热处理后,经无损探伤检验发现在零件轴线多处有裂纹存在。为明确支臂零件裂纹产生的原因,通过宏观观察、金相组织分析、微观观察和能谱分析、力学性能测试、化学成分分析等试验手段进行分析,并与原材料进行对比。结果表明：该零件材料的微观组织不均匀,容易产生较大的组织应力,异常的带状组织分布方向与裂纹扩展方向一致;裂纹主要位于零件截面尺寸变化处,因筋条的尺寸变化而造成的淬火冷速不一致,导致裂纹处存在较大热应力。经分析可知,零件裂纹均为淬火裂纹,零件原材料带状组织不均匀和零件形状尺寸变化较大等综合因素导致该零件淬火时容易产生淬火裂纹。     

SKD61模具断裂分析

通过对断裂模具的化学成分、显微组织及裂纹形态进行分析观察,确认模具是由于热处理工艺不当,在工作过程中产生疲劳裂纹而导致断裂。     

某载重汽车用曲轴断裂失效分析

对某载重汽车用曲轴在使用过程中发生断裂进行失效分析。通过断口宏观及微观观察、低倍组织检验、金相组织检验、力学性能检验以及热处理试验等对失效曲轴进行综合分析。结果表明:该载重汽车曲轴断裂属于疲劳断裂;主轴颈表面碰磨使渗氮层产生的裂纹是导致曲轴断裂的直接原因;而热处理后组织不符合要求降低了曲轴疲劳强度,是导致曲轴断裂的重要原因。     

激光沉积修复TA15钛合金疲劳性能研究

采用激光沉积修复技术对铣切沟槽损伤的TA15钛合金锻件进行修复,研究了修复件的疲劳裂纹萌生和扩展特性。采用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了试样疲劳断口以及纵截面。结果表明,修复后试样均断裂于修复区,其疲劳行为具有很强的组织敏感性,疲劳源区有与α片层集束尺寸和形貌相同的解理断裂面和撕裂特征。稳定扩展区的裂纹沿着α片层边界扩展,有的垂直于α片层,有的平行于α片层;固溶时效热处理后,组织敏感尺寸达到了单个片层尺寸的细小组织个体,表现为沿不同滑移方向分离的单个α/β片层撕裂和α′片层清晰排列的痕迹。细小、取向更多的片层集束使裂纹更容易偏转,增加了裂纹扩展路径的长度,从而消耗更多的裂纹扩展能量。     

直升机零件疲劳裂纹的渗透检测与涡流检测

某型直升机的某零件为受力关键零件,局部区域容易产生疲劳裂纹。按照设计要求,服役一定期限后需要对其进行荧光渗透检测,但检测时,受零件表面状态影响,无法有效检测出疲劳裂纹。针对该零件的特点,通过对渗透检测和涡流检测的原理、条件、效果及可实施性进行对比分析,制定了相应的检测试验方案。试验结果表明,使用渗透检测与涡流检测相结合的方法,能有效地检测出该零件中的疲劳裂纹。     

渗碳淬火零件表面磨削裂纹及其与热处理工艺的关系

渗碳淬火零件磨削后表面往往出现裂纹,即所谓的"磨削裂纹"。严格地讲,这种裂纹是在磨削过程中产生的。裂纹的形态有网状、长条状、星状等。磨削裂纹的产生与材料的内在质量、磨削工艺、热处理工艺、零件表层的性质与结构密切相关。简述了氢脆和磨削裂纹的预防问题。     

热处理气氛

0 前言 当今,随着科学技术的进步,对材料性能的要求愈加苛刻。不断改进热处理工艺以充分发掘材料耐磨性、疲劳强度等表面性能就愈益显示出其重要意义。本文仅就热处理气氛作一概述。 钢件在热处理过程中往往要同时产生氧化、脱碳,容易成为产生淬火裂纹的原因。也使钢件的表面硬度下降,从而显著降低疲劳强度。研究热处理气氛有两个目的,一是防止工件在加热过程中的氧化和脱碳;二是对工件进行化学热处理,以有效地改变钢的表面成分。     

发动机架圈裂纹故障分析

发动机架圈在大修分解检查中发现耳片与圈体之间的焊缝熔合区存在裂纹,结合架圈的使用条件,通过裂纹分布与形貌分析、断口特征观察、硬度测试、化学成分分析和组织检查等方法,分析了裂纹产生的原因。研究结果表明:架圈裂纹为高周疲劳裂纹;焊接缺陷、零件表层氧化脱碳及载荷分布不均匀造成疲劳裂纹集中分布在应力较大的架圈耳片焊接接头熔合区是疲劳裂纹产生的原因。     

含铒铝合金显微组织对疲劳裂纹扩展的影响

对含铒铝合金板材进行了不同的热处理,分析了各板材的显微组织对疲劳裂纹扩展和力学性能的影响。结果表明:晶粒的长/径比越小,板材的疲劳裂纹扩展速率越慢;且随着疲劳裂纹扩展速率的降低,裂纹宽度增加且裂纹路径曲折;稀土元素Er的加入,在合金中形成Al_3(Er,Zr)第二相粒子,其强烈地钉扎位错,阻碍位错运动,以减少位错在晶界处的聚集产生的应力集中,降低板材的疲劳裂纹扩展速率。     

Nitinol Fatigue Life for Variable Strain Amplitude Fatigue

Nitinol fatigue testing results are presented for variable strain amplitude cycling. The results indicate that cycles smaller than the constant amplitude fatigue limit may contribute to significant fatigue damage when they occur in a repeating sequence of large and small amplitude cycles. The testing utilized two specimen types: stent-like diamond specimens and Z-shaped wire specimens. The diamond specimens were made from nitinol tubing with stent-like manufacturing processes and the Z-shaped wire specimens were made from heat set nitinol wire. The study explored the hypothesis that duty cycling can have an effect on nitinol fatigue life. Stent-like structures were subjected to different in vivo loadings in order to create more complex strain amplitudes. The main focus in this study was to determine whether a combination of small and large amplitudes causes additional damage that alters the fatigue life of a component.     

基于Miner理论的减速器疲劳试验研究

减速器是输送机的"心脏",其早期损坏将严重影响输送机的使用寿命,行星齿轮减速器是种较为理想的刮板输送机传动结构型式.文章通过分析行星齿轮减速器疲劳机理,认为塑性应变的开始点就是疲劳过程的起始源,并从迈纳(Miner)损伤累积理论原理出发,以刮板输送机行星齿轮减速器为例,提出了输送机减速器疲劳试验方法和流程,并且结合生产实际,对浓缩应力这一强化理论方法进行了描述,从而获得超值累积频次分布图.最后对刮板输送机减速器齿轮疲劳寿命作了分析.     

铆钉疲劳断裂原因分析及疲劳应力估算

飞机服役90 h后检查发现15a框与进气道蒙皮连接处第一个铆钉头发生断裂。通过外观观察、断口宏微观观察分析,金相、硬度、以及断口定量反推疲劳应力方法,结果表明铆钉为疲劳断裂。铆钉连接的框和蒙皮之间安装孔同轴度存在偏差,导致异常的转配弯曲应力与正常的工作时承受剪切应力不符,再叠加气流振动应力,使得铆钉的起始应力较大,是铆钉断裂的原因。通过断口定量分析还给出了铆钉为疲劳综合起始应力较大、扩展应力较小。     

齿轮用LZ50钢在热疲劳运转过程中的弯曲疲劳性能

研究了机械齿轮用LZ50钢光滑试样和缺口试样在热疲劳运转过程中的弯曲疲劳性能。结果表明,环形缺口的存在对LZ50钢的旋转弯曲疲劳寿命有着很大的影响,因此LZ50钢旋转弯曲过程中,应当尽可能的减小试样表面的损伤和缺陷。     

板级焊点结构的热疲劳及机械疲劳性能分析

采用实验测试与数值模拟相结合的方法对锡铅钎料和无铅钎料SAC305板级焊点分别在热疲劳和机械疲劳载荷作用下的破坏规律进行比较研究.结果表明:相对于传统锡铅钎料而言,常用无铅钎料(SAC305)焊点结构具有较为优异的抗热疲劳性能,然而其抗机械疲劳性能相对较差.由此,采用有限元方法分析了两种钎料焊点结构在热疲劳和机械疲劳过程中的塑性应变和蠕变应变演变过程,以探讨表面贴装板级焊点结构热疲劳和机械疲劳破坏过程的本质区别.     

汽车前轴的疲劳试验及其疲劳寿命的预测

采用成组试验法,对某汽车前轴进行了疲劳寿命试验,对疲劳数据进行了相应的处理后,得到了该汽车前轴P-S-N曲线的数学表达式.通过雨流计数法,得到该汽车前轴各路面载荷谱的均、幅值计数结果,根据Goodman经验疲劳公式,对雨流计数结果进行了零均值应力转换,从而利用Miner线性疲劳累积损伤理论估计随机载荷下该汽车前轴的使用寿命.     

几种渗碳钢的接触疲劳和弯曲疲劳性能

用滚轮试样和三点试样研究了２０ＣｒＭｎＴｉ，２０ＣｅｒＭｎＭｏ，１７Ｃｒ２Ｎｉ２Ｍｏ和２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ四种渗耐烦钢的接触疲劳性能和弯曲疲劳性能。结果表明，２０ＣｒＭｏｎＭｏ钢的接触疲劳性能最高，２０ＣｒＭｎＴｉ钢的最低。     

Fatigue Properties and Morphology of Fatigue Fracture of Bulk Metallic Glass

Metal Science and Heat Treatment - Changes in the amorphous structure and fatigue resistance of Zr57.5Cu27.3Al8.5Ni6.7 bulk metallic glass are studied. A copper-rich phase produced by cyclic...