堆焊界面特征与裂纹形成之间的关系研究

运用扫描电子探针对三牙轮钻头牙掌堆焊界面特征和裂纹的特征进行了分析 ,并采用X -射线衍射仪测定了试件的残余应力。结果表明 ,堆焊层界面缺陷是造成裂纹形成的主要原因。堆焊层表面拉应力导致裂纹的进一步产生与扩展。建议在堆焊工艺和热处理工艺中采取措施尽可能减少应力     

Fe基Cr12Ni5W12Mo4堆焊层显微组织及强化机理的研究

Fe基Cr12Ni5W12Mo4堆焊层是一种新型“析出硬化型”高温耐磨堆焊层。目前主要用于制造氧气瓶、炮弹壳生产时所需的热拨伸“堆焊模圈”。堆焊层内部组织经采用透射电镜、X射线衍射仪和光学显微镜等研究,证实是由奥氏体、δ铁素体和孪晶马氏体为基和分布的合金碳化物、金属间相所组成。堆焊层具有在热形交应力的作用下,析出高弥散度拉氏相以强化合金的能力。形成的硬化层厚度似与热形变时的温度和应力大小有关而与拔伸工件的数量关系不大。45~#钢制的模圈胎工作表面上堆焊一层5mm厚的堆焊层,即可作为热拔伸模圈来使用,从而简化了热拔伸模圈的制造工艺,降低模圈的制造成本并可节省大量贵重合金元素。     

梯度堆焊合金层界面组织特征及性能

在Q235A基体上采用药芯焊丝埋弧焊和自保护明弧焊方式,依次堆焊包含"20Cr2Mn12Ni Mo N韧性过渡层+Cr12W3Mn塑性缓冲层+Cr20Ti Mn Si高铬耐磨层"结构的堆焊合金。借助光学显微镜、扫描电镜、X线衍射仪和显微硬度计等研究堆焊合金层的界面组织特征及性能。结果表明,增加韧性过渡层和塑性缓冲层形成了梯度硬度结构的堆焊合金层,不仅可减小残余应力,而且抑制母材成分的稀释影响,规避网状碳化物和共晶等脆性组织形成。     

无裂纹的镀铬层

<正> 美国已对电流中断周期和电流密度对镀铬层中结晶组织和内应力影响进行了研究。这类电镀沉积中无拉伸应力和裂纹网络;控制电流中断,可以使裂纹减少或消除。 镀铬工艺中电镀参数是重要因素,它们能控制沉积中的残余应力。美国陆军武器研     

基于激光熔覆与表面堆焊工艺锤头组织性能对比研究

采用表面堆焊和激光熔覆两种工艺对精锻机锤头进行表面处理,利用光学金相显微镜、硬度测试仪等手段,研究锤头的微观结构与界面特征,测定层深,对锤头做性能分析,研究对比两种工艺锤头的理化性能。结果表明:表面堆焊锤头对基体的热影响层厚达4.65 mm,界面处基体晶粒长大,硬度较低;而激光熔覆技术对基体影响较小,热影响层厚为1.71 mm,界面处晶粒变化不大,工作层硬度最高达到64.0HRC,在界面结合处硬度实现了平稳过渡。     

耐磨堆焊层显微组织特征及其与耐磨性关系的研究

利用透射电镜 ( TEM)和扫描电镜 ( SEM)研究了不同耐磨堆焊层的显微组织特征。通过与实际工况磨损状态和堆焊层硬度测试数据对比分析 ,发现高铬铸铁耐磨堆焊层的显微组织 ,如硬质相的形态、尺寸和分布、基体相的性质等是决定其耐磨性的主要因素 ,而不是一般认为的硬度因素。     

马氏体的诱发相变及其对渗层性能的影响

形变能能够诱发马氏体相变。形变马氏体由于形成温度高,产生滑移分切应力小,可以实现形态控制,具有高的强韧性。 钢在渗碳和碳氮共渗时其渗层的诱发相变特征不同,前者表层及次层均发生了马氏体相变,使渗层脆化;后者,由于氮的渗入,次层相变减弱,保留了残留奥氏体松弛应力和延缓裂纹扩展的作用。     

软铁弹带TIG堆焊工艺对比研究

针对铜弹带TIG堆焊过程容易出现界面渗透裂纹等缺点,选用软铁代替铜作为弹带的堆敷材料,采用冷丝TIG焊、新设计的热丝TIG焊及振动焊丝TIG焊在炮弹20#钢基体上进行软铁堆焊试验。冷丝焊接送丝速度为1.3m/min,热丝焊接大幅提高送丝速度,达到1.8m/min;振动焊接达1.6m/min,降低电流10A. 相对于冷丝焊接,热丝焊接使连接界面及堆焊层晶粒长大,振动焊接的破碎作用使界面及堆焊层晶粒变细。振动焊接使软铁堆焊层的平均硬度降到HV160,比其他两种方法降低HV15左右。连接界面处的强度值高于炮弹基体本身的强度。实弹发射效果良好,表明了软铁能代替铜作为弹带的堆焊材料。     

35CrNi2MoVE钢零件的开裂分析

通过裂纹断口宏观形貌、显微组织、裂纹断口显微形貌、显微裂纹特征和残余应力等角度对裂纹产生原因进行分析.结果表明:零件裂纹为淬火裂纹.淬火温度过高,孔边缘残余应力集中导致发生沿晶开裂,针对零件开裂原因,提出严格控制热处理工艺参数、改进零件结构设计、热处理后进行质量检查的建议.     

电流方式对5356-TIG增材制造组织性能的影响

采用交流钨极氩弧焊(AC-TIG)方法成形多层单道5356铝合金薄壁件,研究电流方式对堆焊结构显微组织及力学性能的影响。结果表明:无脉冲电流方式成形件结合层组织呈枝晶状,基体存在大量尺寸为50～100μm的气孔和缩孔等缺陷,沉积层由尺寸为100～150μm的粗大等轴晶组成;脉冲电流试样结合层由具有明显择优取向的细小枝晶组成,气孔尺寸减小,沉积层由尺寸为50～100μm的等轴晶组成;两种电流成形试样硬度值变化规律相似,即沉积层硬度值稳定而结合层波动剧烈,脉冲电流成形试样强塑性均高于无脉冲电流,两种试样在拉应力作用下均沿切向以韧性断裂为主,断口呈典型等轴韧窝状。结果表明:采用低频交流脉冲调质堆焊工艺,可获得最佳堆焊结构件,为实际工程应用提供理论依据及技术支撑。     

激光表面堆焊技术的应用及展望

激光堆焊可以获得高性能(如耐磨性、耐腐蚀性能、抗氧化性能、热障性能等)的合金堆焊层,而且具有激光堆焊层与基体的结合为冶金结合,组织极细,覆层成分及稀释率可控,覆层厚度大,热变形小,易实现选区堆焊,工艺过程易实现自动化等特点。因此激光堆焊技术在材料的表面处理方面倍受关注,并在工业易损件修复、双金属零件的制造等方面应用上已经取得了一定的成果。详细介绍了激光堆焊的基本特点及其工业应用,并就该技术应用过程中存在的问题、堆焊质量控制方法及今后的发展趋势进行了分析与预测,为该技术的研究开发以及工业推广应用提供参考。     

考虑T应力的PBX裂纹尖端失效区和起裂行为

为了研究高聚物粘结炸药(PBX)结构在复杂应力状态下裂纹的起裂特征,针对中心贯穿斜裂纹的无限大平板模型,基于考虑T应力的裂纹尖端应力场和Drucker-Prager强度准则,理论上给出了考虑材料拉压比、泊松比、静水压力、应力状态、裂纹面闭合摩擦以及T应力的PBXⅠ-Ⅱ复合型裂纹尖端失效区隐式控制方程。利用裂纹尖端失效区最小半径起裂准则,研究了T应力对PBX裂纹尖端失效区和起裂行为的影响。理论研究表明,远场拉伸下,T应力导致裂尖失效区增大(0°β45°)或减小(45°β90°),T应力使裂纹起裂角减小;远场压缩下,裂纹处于纯Ⅱ型状态,裂纹面闭合摩擦效应减小了裂尖失效区,但不影响起裂角。T应力使压剪裂纹起裂角增大并减小了失效区。同时,T应力使最危险裂纹倾角β0明显增大。因此,研究PBX裂纹起裂行为,需要充分考虑裂纹尖端T应力的影响。     

气瓶瓶口螺母裂纹分析

飞机试飞后进行检查时发现5A06铝合金制氧气瓶瓶口螺母开裂。对裂纹形貌进行检查,裂纹断口宏、微观检查表明,断口呈沿晶开裂特征。能谱分析结果表明,断口含有腐蚀性元素Cl和S。通过对气瓶材质进行分析,结合气瓶瓶口螺母加工工艺及使用状态,确定瓶口螺母裂纹开裂性质为应力腐蚀开裂,并提出了相应的预防措施和改进建议。     

激光熔铸修理航空铝合金LY12CZ组织与疲劳性能

为修复腐蚀损伤的飞机铝合金构件,使用铝基稀土合金粉末,对预置模拟腐蚀损伤的铝合金(LY12CZ)试样进行激光熔铸修复,分析试样修复后熔铸层的显微组织结构,并对熔铸修理试样和无损试样进行疲劳对比试验。结果表明:熔铸层内为尺寸较小的等轴晶粒,尺寸为3~4μm;靠近熔铸界面处为具有定向凝固特征的柱状枝晶,晶轴垂直于界面,轴向尺寸可达30~40μm;激光熔铸修复的试样疲劳性能较完好试样大幅下降,主要原因为熔铸层内的熔铸加工缺陷形成了裂纹源,熔铸层底部的柱状枝晶具有较强的应力开裂倾向,熔铸残余拉应力加速裂纹的萌生与扩展。     

带内表面裂纹的身管温度应力强度因子研究

用权函数方法导出了身管内表面的半椭圆形裂纹出于温度应力引起的应力强度因子的公式，这些公式可用于计算身管在不同的裂纹深度、形状、温度、材料和尺寸下的温度应力强度因子；同时，还研究了温度应力强度因子随表面裂纹深度和形状变化的规律，这些规律对厚壁筒构件的设计及工程应用提供了参考。     

自生碳化物颗粒金属堆焊层的耐磨性研究

通过在D256焊条药皮中加入钛铁、钒铁、石墨、稀土等,利用焊接电弧冶金反应在金属堆焊层中自发生成碳化物增强颗粒以提高其耐磨性。实验结果表明:含碳化物颗粒的金属堆焊层具有良好的耐磨损性能,其单位面积磨损质量损失仅为D256焊条相应金属堆焊层的约1/3,该耐磨堆焊材料的堆焊层组织为奥氏体组织和弥散分布于基体中的硬质碳化物颗粒,从而有利于显著提高金属堆焊层的抗磨性能。     

HTPB推进剂/衬层粘接试件变形破坏过程试验与数值模拟

为得到粘接界面的力学行为和破坏模式,对HTPB推进剂/衬层粘接试件进行了单向拉伸宏观观察试验,获得不同拉伸阶段的变形图片,记录了界面破坏的全过程;使用界面元模型表征推进剂/衬层界面,数值模拟了粘接界面试件在单向拉伸作用下的脱粘过程。结果表明：界面拉伸变形破坏过程表现为裂纹的起裂、扩展和失效;粘接试件的拉伸应力-应变曲线表现出明显的非线性特征;数值计算结果与试验得到的应力-应变曲线及试件宏观变形失效形态一致。为得到粘接界面的力学行为和破坏模式,对HTPB推进剂/衬层粘接试件进行了单向拉伸宏观观察试验,获得不同拉伸阶段的变形图片,记录了界面破坏的全过程;使用界面元模型表征推进剂/衬层界面,数值模拟了粘接界面试件在单向拉伸作用下的脱粘过程。结果表明：界面拉伸变形破坏过程表现为裂纹的起裂、扩展和失效;粘接试件的拉伸应力-应变曲线表现出明显的非线性特征;数值计算结果与试验得到的应力-应变曲线及试件宏观变形失效形态一致。     

Cr_3C_2/Ni_3Al表面堆焊合金层的特征分析

对Cr3C2/Ni3Al复合堆焊合金层的元素分布、横截面组织和硬度等进行分析和研究。结果表明,堆焊过程中,母材表面半熔化区的形成使堆焊层与母材实现冶金结合,堆焊层金属逆热流方向与母材呈联生方式长大,形成Cr3C2强化的Ni3Al基堆焊层;Ni3Al基体对Cr3C2起到保护和支撑作用,弥散分布的硬质强化相Cr3C2,硬度高,抗磨损性好,显著提高堆焊层硬度,并对Ni3Al基体起保护作用;堆焊层与母材冶金结合,无裂纹,不易剥落,使得部件整体的耐磨性能提高。     

离心SHS陶瓷衬管裂纹类型的研究

研究了生产工艺因素对离心ＳＨＳ陶瓷衬管裂纹的影响;提出了准压裂纹的概念,归纳出陶瓷层裂纹类型随工艺因素变化的转变规律,即随冷却速率的提高,裂纹类型依次发生压裂纹→无裂纹→准压裂纹→张裂纹的转化;料管比（铝热剂量与母管重量之比）和涂料厚度对陶瓷层裂纹的影响最为显著。     

提高分步压装药质量的工艺技术

为解决某分步压装药产品冬季生产装药产生裂纹的问题,对分步压装药工艺技术进行研究、改进.通过对分步压装药产生裂纹的原因进行理论分析,归纳影响装药强度、装药应力的主要因素,对可控因素进行了装药工艺试验,找到了最佳工艺参数.试验结果表明:该技术能够提高装药强度,降低装药应力,消除装药裂纹,提高分步压装药质量,有很好的实用参考价值.