钛合金高速变形过程中Johnson—Cook模型参数的确定与校验

正涡轮叶片是飞机发动机最主要的结构件之一,长期工作在高温环境下,且承受转子高速旋转时叶片自身的离心力、气动力、热应力以及振动负荷。在实际使用过程中,若叶片发生断裂,会引起一系列灾难,其中最危险的情况就属具有很高动能的断裂叶片穿透发动机机匣,这样不仅会损坏发动机,而且会造成整个飞机受损。因此,发动机机匣在破裂叶片冲击之下的抗穿透性能是设计飞机涡轮发动机的关键参数。建立可靠、精确的抗穿透性能评价     

先进变形高温合金的固体颗粒冲蚀磨损的实验分析与数值模拟

变形高温合金在发动机涡轮盘等领域应用广泛,目前涡轮盘受到低通量、小粒径砂粒的高速冲蚀产生的磨损现象引起人们的大量关注。本研究针对两种变形高温合金材料GH720Li和GH738,采用SiO_2颗粒作为冲蚀粒子,通过改变冲击角度及冲蚀速度,研究实验材料的固体颗粒冲蚀磨损特性。冲击角度分别为:30°, 60°, 90°,冲蚀速度分别为:25, 55 m·s~(-1)。同时,通过ANSYS LS-DYNA有限元模拟软件建立冲蚀磨损动态模型,研究在非线性材料模型中,单颗粒冲击靶材表面时,冲击角度、冲蚀速度对其表面的弹塑性行为的影响。通过实验结果与冲蚀FEM (finite element method)模型的综合分析得出,变形高温合金在受冲蚀磨损过程中,其冲蚀磨损量(损伤速率)和磨损表面变形中有效应力变化有关,并且都与冲蚀速度和冲击角度的依赖关系明显,表明在冲击角度和冲蚀速度的配合下的"切削磨损"和"变形磨损"机制与材料表面与次表层变形行为有内在关系。这为涡轮盘材料与结构设计提供基础数据。     

燃气涡轮发动机用叶尖耐磨封严涂层材料国内外研究进展

为了提高燃气涡轮发动机叶片叶尖的耐磨性能,提高发动机效率、降低油耗和减少成本,本文系统分析了各种叶尖耐磨封严涂层材料的使用范围,综述了燃气涡轮发动机用叶尖耐磨封严涂层材料的制备及发展现状,同时指出燃气涡轮发动机用叶尖耐磨封严涂层材料的发展方向。     

汽车用金属板材冲击拉伸响应性能的试验研究

介绍了一种在仪器化摆锤冲击试验机上时矩形板材试样实施冲击拉伸并评价材料动态响应特性的宝钢单杆试验方法.基于试验输出的力一位移一能量曲线,探讨了某车用软钢在102/s应变速率水平时的动态强度、塑性与韧性性能.根据摆锤冲击试验直接测量势能变化得到的冲击吸收功,可对动态应力一应变曲线加以确认与标定,提高了强度性能评价尤其是抗拉强度的量值可靠性,而由曲线标识出的断裂点应变亦可通过测量试样的断裂延伸率加以确认.试验表明针对文中选用的材料,加载应变速率由10-3/s提高至102/s并未对材料的强塑配备产生显著影响,即材料的拉伸破断吸收能保持稳定.而3%预应变诱发的形变硬化效应却显著降低了材料在动态载荷条件下的延塑性特征,使材料更易表现出失稳断裂的趋势.     

基于Weibull分布的冲压模具用硬质合金耐冲击疲劳性能研究

通过小能量多次冲击方法研究了五种常用冲压模具用硬质合金的冲击疲劳行为,利用Weibull统计分布分析材料的冲击疲劳性能,采用扫描电镜观察断口形貌。试验结果表明:从硬质合金多次冲击疲劳试验的断口可观察到特征明显不同的三个区域——裂纹稳定生长的微粗糙区,裂纹激烈扩展的光亮区,最后断裂的平滑区。晶粒度1.4μm、钴含量20%的硬质合金,其耐冲击疲劳性能最好。     

管线钢冲击性能的实验研究

采用系列温度仪器化冲击实验的方法,对在特殊环境下使用的管线钢冲击断裂各阶段的能量变化情况及冲击断口的SEM形貌进行了研究.结果表明,该试验钢的抗塑性变形能力、抗裂扩展能力均随温度降低而降低.通过对各个实验温度下的特征值进行比较分析,掌据了材料微观断裂过程的变化情况,为采取相应措施,提高该钢种的低温冲击性能提供了依据.     

粉末高温合金研究进展

粉末高温合金主要用于航空发动机涡轮盘等热端部件,是制造高性能航空发动机不可替代的关键材料。概述了中国钢研粉末高温合金45年来的发展历程、装备和工艺发展、形成的关键技术,以及合金的研制状况、达到的性能水平和应用情况。     

采用自蔓延高温合成法（SHS）生产钛铝熔接棒

美国矿业局阿尔巴勒研究中心(ALRC)正在研究的钛铝化合物具有重量轻和突出的热强性能,是喷气式发动机和涡轮发动机部件的理想材料,也可作为汽车和柴油机排气阀材料.     

层理结构板岩动态断裂特性

基于动力冲击试验和插入黏聚力单元数值模拟方法,对层理结构板岩中心直切槽半圆盘（NSCB）试样在不同冲击速度和层理面倾角下的断裂性能展开研究。讨论了含层理结构岩样中的裂纹路径及其断裂参数。结果表明：冲击速度和层理面倾角对层理结构板岩裂纹扩展影响明显,在冲击速度较小的条件下,裂纹倾向于沿薄弱层理面扩展;随着冲击速度的增加,裂纹沿薄弱层理面扩展的长度逐渐减小,裂纹扩展路径更倾向于忽略薄弱层理面的影响,直接向加载点扩展。在冲击速度一定的情况下,裂纹沿薄弱层理面扩展的长度随层理面倾角的增加亦减小。随着冲击速度的增加,层理结构板岩的断裂韧度也逐渐增加;在给定冲击速度的条件下,层理结构板岩的断裂韧度随着层理面倾角的增加而增大。     

TiAl涡轮增压器的开发和在轿车上的应用

轿车上的涡轮增压器是给发动机提供压缩空气、提高发动机燃烧效率的装置。其作用主要是缩短汽车从加速到预定转速所需要的时间。时间越短 ,发动机的燃烧效率越高 ,驾驶性能也越好。提高涡轮增压器作用最简单的方法是减轻质量 ,从而减小转动惯量。目前 ,制造涡轮叶片较理想的材料是密度约为8g· cm-3的 Inco713C合金。由于涡轮增压器要长时间暴露在 85 0℃以上的气体中 ,一般的轻金属材料不行。质量轻、耐热性好的陶瓷材料虽然适用 ,但成本高 ,成型困难 ,在应用上受到了限制。 Ti Al合金密度约为 4g· cm-3 ,耐热性好 ,有望得到应用。但是 …     

VADER——一种真空重熔新方法

一、引言航空燃气涡轮用高温合金最初主要是通过 VIM VAR(真空感应熔炼 真空自耗重熔)工艺路线制得的。到了七十年代,随着对高性能航空发动机用材料的工作温度和强度要求的提高,燃气涡轮用合金的合金比也相应增大,从而使得塑性降低,很难用常规方法来进行锻造。于是,粉末冶金工艺应运而生。尽管粉末法生产的锭子晶粒细小,化学成份偏析小,然而,它的制造工艺复     

采取喷丸处理金属表面的硬质材料的结合加工

日本研究了采取喷射加工方法把不同种类材料进行接合加工，采用材料表面进行前期处理后，用含合金的薄板来进行接合加工。试验方法是在材料表面进行预喷射加工凹凸面，把粉末装入。其次，采用含有粉末的金属薄板来同时进行接合加工。为研究粉末接合材料的耐磨性，在湿式研磨机上进行。关于喷丸处理接合加工是采取遮蔽结合方法，加工装置采取离心投射型，     

粉末高温合金盘件

１　概述随着航空工业的发展,现代燃气涡轮发动机正向推力大、油耗低、推重比高和使用寿命长的方向发展,这一发展要通过压气机增压比的提高和涡轮进口温度的提高,以及在设计上采用一定的措施来实现。涡轮盘是发动机重要部件之一,飞行时承受起动、停车循环的机械应力和温差引起的热应力的迭加作用,工作条件极为苛刻,因此对制造涡轮盘件的高温合金提出了更高的要求,要求具有良好的力学性能、理化性能及热工艺性能,特别是在使用温度范围内要有尽可能高的低周疲劳和热疲劳性能,这是确定涡轮工作寿命的关键因素。为了解决高合金化常规铸…     

汽车发动机悬置支架断裂失效分析

材质为ZL111的铝合金发动机支架,在进行整车后碰试验时发生断裂。为了分析该支架的断裂原因,对支架进行了宏观断口分析、力学性能检测分析、化学成分分析、断口SEM电镜分析以及金相微观组织分析。结果表明,材料的化学成份不符合要求和存在铸造缺陷是发动机悬置支架断裂的主要原因。     

美国研制钨纤维增强超合金

<正> 美国航空航天局的刘易斯研究中心,为了开发供制作航天飞机主发动机(SSME)涡轮叶片用的高性能材料,正在研究用钨纤维来强化超合金。目前,用于制作这种涡轮叶片的材料,是一种称之为MARM246的定向凝固铪改性的镍基合金,其名义成分是Ni-10Co-10W-9Cr-5.5Al-2.5Mo-1.75Hf-1.5Ta-1.5Ti-0.15C。实验所用的增强材料是一种W-ThO纤维,基体包括:Incoloy 903、FecrAly、316L不锈钢和Waspaloy镍基超合金。前三种基体材料都是铁基合金。     

陶瓷基高温封严涂层研究现状

随着航空发动机向大推力、高推重比发展,发动机涡轮进口温度进一步升高,要求高压涡轮用可磨耗封严涂层的工作温度能够达到1000℃以上,超过了金属基封严涂层的应用极限,因此陶瓷基高温封严涂层近年来引起了研究者的广泛关注。本文从陶瓷基封严涂层的研究背景、涂层材料与制备工艺、涂层组织性能调控、涂层孔隙率对性能的影响以及新概念陶瓷可磨耗涂层等几个方面介绍了陶瓷基高温封严涂层的研究现状,阐述了陶瓷基封严涂层研究的重要意义和关键问题。     

喷射成形2124铝合金的热轧致密化与力学性能

采用喷射成形方法制备2124铝合金坯,探索其热轧致密化工艺,并研究热轧变形量和变形温度对材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,材料最佳的热轧温度为450℃,在该温度下热轧可以保持喷射成形工艺制备的2124铝合金获得细小晶粒组织的优势,且轧件可以获得较佳的力学性能。热轧过程中,当总变形量小于30%时,材料的致密化速度较快;当总变形量达到40%时,材料基本完成致密化。当热轧温度为450℃,变形量为80%时,喷射成形+轧制后材料的拉伸性能高于铸造+轧制的材料。对喷射成形+热轧材料进行T6处理,材料强度可较大提高,抗拉强度达到502.2MPa,伸长率为12.23%。     

粉末冶金自润滑止推板的研究和应用

采用粉末冶金技术制备出车辆发动机涡轮增压器用自润滑止推板,研究了材料的基体强化、组织结构和摩擦磨损特性,分析了装机台架综合考核数据,并且与国际上同类产品进行比较,结果表明:该材料综合性能优于国际上同类产品,现已投入工业化生产和批量使用。     

拉刀崩齿断裂分析

采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、断口形貌及能谱分析、硬度测试等方法,对金属冲击试样缺口拉床用的拉刀崩齿断裂进行分析。结果表明:拉刀材料中含有氧化物和硫化物等非金属夹杂物,降低了拉刀的韧性和冷热加工性能。由于拉床无设置过载即时停机保护装置,拉刀在切削高硬度合金钢时瞬时过载发生崩齿断裂,致使大部分刀齿断裂而报废。     

MgO - ZrO2砖的高温抗折性能和抗热震性能的研究

为了研究高温抗折和抗热震性能优良的RH炉用镁锆耐火材料,通过正交试验研究了配料方法和颗粒级配、原材料种类、烧结温度、氧化锆含量等因素对镁锆砖性能的影响.结果表明:镶嵌在基质中的氧化锆稳定了方镁石,增强了材料的强度;氧化锆相变导致微裂纹能吸收断裂能,使镁锆材料的抗热震性能得到改善,特别是添加单斜氧化锆的镁锆砖相变增韧作用...