退火次数对TA15钛合金电子束焊接接头力学性能的影响

实验研究了去应力退火次数对TA15钛合金电子束焊接接头力学性能的影响,分析了去应力退火次数与残余应力、抗拉强度及疲劳性能的关系。结果表明:随着退火次数的增加,残余应力在开始阶段急剧减少,进一步增加退火次数则逐渐变缓;疲劳寿命随退火次数的增加而逐渐增加,但幅度逐渐变小,与残余应力的变化规律相符;而退火次数对拉伸性能的影响可以忽略。     

振动时效对TA15钛合金厚板残余应力及力学性能的影响

采用频谱谐波振动时效设备,研究了振动时效对TA15钛合金厚板残余应力及力学性能的影响。结果表明：振动时效后TA15钛合金厚板表面残余应力减小近60%,且趋于均匀化,但拉伸、冲击、断裂韧性及疲劳性能基本没有变化。     

TC4钛合金框退火过程畸变与控制模拟仿真

针对某TC4钛合金框退火畸变问题,采用模拟仿真方法研究了其在有、无外加约束两种状态下的退火过程。结果表明：无外加约束时零件端部将产生最大达1.5 mm的翘曲畸变,无法满足设计要求;而在其翘曲端施加约束后,可将翘曲畸变控制在0.15 mm以内,满足设计要求。因此,施加适当的外加约束是控制钛合金退火过程畸变的有效手段。     

18Cr2Ni4WA钢衬套的精密气体渗碳和等温淬火工艺

研究了精密气体渗碳等温淬火工艺对18Cr2Ni4WA钢渗层硬度、深度及显微组织的影响。结果表明,随着总渗碳保温时间的延长,渗层深度增加,但硬度曲线变得平缓;在相同总保温时间的情况下,强渗时间越长,渗层越深;而当扩散时间相同时,强渗时间越长,淬火后表层的硬度较低。优化的精密气体渗碳工艺为：保温温度均为910 ℃,强渗阶段碳势1.20%,保温3 h;扩散阶段碳势0.80%,保温1 h,可以获得（1.2±0.1）mm渗层深度,渗碳后在280 ℃硝盐中淬火。渗碳淬火后渗层组织良好。该工艺成功应用于衬套零件的实际生产,满足了设计要求。     

25Cr2Ni4MoV钢锻造过程孔洞缺陷愈合规律研究

实测了核电转子用25Cr2Ni4MoV钢的高温应力应变曲线和热物性参数,基于ABAQUS软件建立了锻造过程孔洞闭合的有限元模型,模拟了不同温度和变形量下的孔洞闭合行为.研究发现,典型的孔洞闭合过程分为3个阶段,即闭合速率减小-增加-再次减小.模拟结果表明,900—1200℃时孔洞几乎在同一压下率(约25%)下闭合,即孔洞闭合对变形温度不敏感.在模拟结果的基础上,进一步设计了孔洞闭合后焊合过程的物理模拟实验,研究了恒应变速率(0.01s~(-1))下压下率(25%-45%)和变形温度(900-1200℃)对闭合孔洞焊合过程的影响.焊合界面的拉伸实验结果表明,较高的温度和闭合后持续的塑性变形能极大地促进闭合界面的焊合,当变形温度大于1000℃,压下率为35%时,闭合界面结合强度可达基体强度,孔洞实现完全焊合;当温度降至900℃时,孔洞需45%的压下率才能完全焊合.最后,基于拉伸断口的形貌,对影响孔洞焊合的因素进行了讨论.     

回火态AerMet100钢的热物理性能

AerMet100钢是一种先进的二次硬化型Ni-Co-Cr系结构钢,通过试验获得了回火态AerMet100钢的密度、热应变、弹性模量、泊松比、热导率、流变应力随温度的变化情况,以及升温过程奥氏体转变Ac₁和Ac₃点,降温过程马氏体转变Ms点和马氏体转变系数K_m。最后基于获得的回火态AerMet100钢热物理性能数据,以齿轮淬火过程为例,采用SYSWELD有限元分析软件进行了仿真分析。结果表明,回火态AerMet100钢的室温组织为回火马氏体+残留奥氏体,在升温过程中奥氏体反应热焓为42 600 J/kg,其他热物理性能参数均在Ac₁~Ac₃范围内发生非线性变化,且测试状态和升温速度不同导致Ac₁和Ac₃存在差异,回火态AerMet100钢不同冷却速度下的Ms基本一致,约为213 ℃,马氏体转变系数K_m值为0.011 736。SYSWELD有限元仿真分析表明,试验获得的各项热物理性能数据可用于该钢的热处理模拟分析。     

回火温度及磷化工艺对40CrNiMoA钢性能和组织的影响

针对40CrNiMoA钢制标准件成品剪切性能不合格问题,首先研究了回火温度对其力学性能和组织的影响;在此基础上,对比研究了有/无磷化工艺对其剪切性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,40CrNiMoA钢的抗拉强度和剪切强度均逐渐降低,但塑性基本保持不变;该钢磷化状态下的剪切强度较未磷化处理的要低。因此,为保证成品的剪切性能,应选择较低的回火温度,同时应考虑磷化降低剪切性能的影响。     

百万千瓦级核电转子中心压实过程的有限元模拟

实测了核电转子用25Cr2Ni4MoV钢的高温应力一应变曲线和热物性数据,基于ABAQUS软件建立了百万千瓦级核电转子中心压实过程的三维热力耦合有限元模型,模拟分析了4种条件下锻件轴线区域等效应变与静水应力的演化规律.结果表明:在锻件的应变水平上,镦粗方案的轴线中部区域的等效应变是不镦粗方案的1.5倍,而轴线两端区域的等效应变则相差不大；在锻件的静水应力方面,镦粗方案的静水压应力为不镦粗方案的1.6～2.0倍.对550t钢锭的压实效果评估表明:不镦粗方案虽然满足缺陷愈合的应变条件,却难以满足静水应力条件；而镦粗方案能同时满足应变与静水应力条件.最后,根据优选的方案进行了现场实施,获得了质量满足要求的锻件.     

航空不锈钢1Cr11Ni2W2MoV精密薄层气体氮碳共渗

对航空不锈钢1Cr11Ni2W2MoV进行气体氮碳共渗热处理,以获得深度为0.02～0.03 mm的精密薄层,并对不同工艺参数下的渗层深度、硬度和脆性、组织进行了检测和分析。结果表明,在480～560℃共渗温度下,通过控制保温时间,均可得到深度0.02～0.03 mm,硬度≥800 HV0.1的精密渗层。温度越高,保温时间越长,渗层厚度和硬度越大。从工艺控制稳定性和生产效率等方面考虑,520℃温度下渗入速率均匀易控,更适合零件的实际生产。所得渗层脆性达到HB 5022—1994中1～2级的要求,组织符合2级及以上要求。     

激光冲击强化对TA15钛合金双孔结构显微组织和疲劳性能的影响

对TA15钛合金进行激光冲击强化,研究了激光冲击强化对双孔结构试样显微组织、残余应力和疲劳性能的影响。结果表明,经激光能量25 J、圆形光斑?4 mm,冲击2次的激光冲击强化后,TA15钛合金晶体内部形成了大量的高密度位错和位错墙;同时在材料表面引入高达-500 MPa的残余压应力,可以平衡疲劳载荷作用下产生的拉应力,有效抑制疲劳裂纹萌生并减缓裂纹扩展速率。激光冲击强化可以大大提高钛合金双孔结构的疲劳寿命,相对于未强化试样提高了60%～89%,这是由于激光冲击强化引入的较大残余压应力使得裂纹尖端的有效应力强度因子大大减小,当有效应力强度因子小于材料的断裂韧性时,疲劳裂纹的扩展会被抑制或停止,从而提高疲劳寿命。