22SiMn2TiB装甲钢异种焊接接头超声波探伤探头设计

用常规探头对22SiMn2TiB装甲钢与TWE312异种钢焊接接头进行缺陷检测,杂波和伪缺陷波导致灵敏度、信噪比不高。用扫描电镜观察到这种异种钢焊接接头主要为奥氏体+铁素体组织,其中奥氏体是主体组织。根据焊缝的组织特点,设计出了2.5P13×13K1.5型专用探头。在预制缺陷的焊接接头上进行了验证试验,结果表明2.5P13×13K1.5探头对接头内部的缺陷具有较高的检出率。     

喷丸强化对18Cr2Ni4WA渗碳钢性能的影响

采用强力喷丸工艺对渗碳18Cr2Ni4WA钢试样进行了表面喷丸强化处理。利用Nano Test 600纳米测试仪、2903X射线应力仪和TR200表面粗糙度仪，分别测试分析了试样处理前后的显微硬度、残余应力和表面粗糙度，并在JP-52接触疲劳试验机上考察了喷丸强化处理对渗碳18Cr2Ni4WA钢接触疲劳性能的影响。试验结果表明：渗碳试样经强力喷丸后，在0～0．50mm深的表层内形成一个喷丸硬化层，显微硬度提高了约1．1GPa；最大残余压应力由-478 MPa提高到-760 MPa；表面粗糙度由1．255μm降为0．979μm。接触疲劳特征寿命以与中值寿命L50均提高了2倍多，额定寿命L10提高了1倍多。     

超声深滚对高强铝合金超声波焊缝组织与性能的影响

采用超声深滚工艺处理了2A12铝合金、2A11铝合金的超声波焊缝,通过扫描电镜和透射电镜观察、纳米硬度测试、残余应力测试、有限元应力分析和拉伸试验等方法,研究了焊缝处理前后的组织结构和力学性能.结果表明:超声深滚处理可以去除焊缝表面的超声波焊接压痕,降低焊缝表面的应力集中.超声深滚处理后,结合界面的焊接残余应力由处理前焊接状态的56 MPa转变为处理后的-44 MPa.此外,超声深滚处理产生的塑性变形使结合界面发生进一步的动态回复,形成较为均匀的层状亚晶组织.超声深滚处理后,超声波焊缝的平均结合拉伸力提高了约36％.     

静水压力交变对高强度船体钢腐蚀行为的影响

采用管形薄壁试样模拟密封结构,通过管形试样的应力状态计算、管形试样和相同尺寸实心圆柱试样的对比腐蚀实验,研究了静水压力交替变化对高强度船体钢在质量百分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:静水压力交替变化引起的溶液中溶解氧变化影响了高压时的电化学过程以及金属表面形成的腐蚀产物,可降低恢复到常压后的金属的腐蚀速度;静水压力交替变化引起了管形薄壁试样表面的应力、应变变化,高压时试样表面的应力增大可明显促进金属的腐蚀,另外,应力、应变的交替变化改变了金属/腐蚀产物的界面性能,显著促进了金属在常压时的腐蚀。在4 MPa静水压力下,管形试样管壁表面产生30.5～34.5MPa的压应力,静水压力交替变化可使金属腐蚀速度增大20%以上。     

热浸镀铝/微弧氧化处理20钢工艺方法及性能研究

为提高装备部件用20钢基体表面耐磨性和耐腐蚀性,表面经热浸镀铝处理后,分别采用浸入式和喷淋式2种微弧氧化方式制备陶瓷层,并分别采用覆层测厚仪、X射线残余应力分析仪、材料表面性能测试仪和电化学工作站对表面处理涂层厚度、残余应力、临界载荷、摩擦磨损和电化学腐蚀性能进行测定。结果表明:浸入式和喷淋式陶瓷层颜色呈灰色,且表面平整度接近,其中浸入式陶瓷层表面和颜色更均匀,呈浅灰色;与铝镀层相比,浸入式和喷淋式陶瓷层的残余应力分别降低了18%、38%,临界载荷分别提高了1. 6、1. 8倍,浸入式陶瓷层的平均摩擦因数和磨损量小,其耐磨性优于喷淋式,2种陶瓷层的耐腐蚀性能提高,但仍差于20钢基体。     

电力机车主传动齿轮轴油孔孔角超声冲击强化处理

针对电力机车齿轮轴油孔处萌生疲劳裂纹的问题,提出了超声冲击强化与表面抛磨复合处理齿轮轴油孔孔角的方法,并研究了处理前后齿轮轴表面完整性、组织、硬度及残余应力变化情况。结果表明:处理后的齿轮轴孔角处产生了倒角,去除了表面加工纹理,表面粗糙度降低了52.7%,表面完整性得以提高;齿轮轴孔角附近材料产生了明显的加工硬化,表层显微硬度提高了44.8%,形成了约80μm厚的超细晶和纳米晶层,并引入了较大的残余应力。表面完整性、细晶强化作用和残余应力等方面联合作用将改善齿轮轴的抗疲劳性能。     

2A12铝合金焊接接头超声冲击处理前后拉伸性能分析

为克服铝合金薄板焊接接头强度偏低、韧性不足的缺点,用ER5356焊丝对不同厚度的2A12铝合金板材进行了手工氩弧焊接,并采用超声冲击处理对焊接接头进行全覆盖强化处理。采用金相显微镜观察了处理和未处理焊接接头的显微组织结构,对接头的力学性能进行了测试分析,分析了超声冲击处理改善2A12铝合金焊接接头力学性能的机理。结果表明：铝合金焊接接头经超声冲击强化处理后,6 mm和4 mm厚板材对接接头的抗拉强度分别提高了17.4%和23.7%,延伸率分别提高了28%和44%,焊缝表层组织得到明显细化。分析认为：晶粒大幅细化、组织致密化和缺陷减少,是超声冲击处理改善铝合金焊接接头抗拉伸性能的主要原因。     

两栖装甲车辆车体应力试验分析

针对两栖装甲车辆装甲板裂纹现象,设计了表面应力测试试验.通过对某型两栖装甲车辆进行试验,并对采集的数据处理分析,获得了车体裂纹频发位置的主应力分布,验证了装甲板表面主应力是导致产生裂纹的主要因素,为解决裂纹问题提供了理论依据.     

激光冲击“残余应力洞”的参数影响

在激光冲击强化过程中,光斑边界处会产生表面稀疏波,并向光斑中心传播、汇聚,使中心区域材料发生反向塑性变形,造成光斑中心区域残余压应力缺失,从而形成材料表面"残余应力洞"现象。利用ABAQUS有限元软件进行了圆形高斯光斑的激光冲击强化数值模拟,讨论了不同材料和模型尺寸、激光冲击参数等因素对"残余应力洞"的影响规律。结果表明,随着冲击波峰值压力、冲击波作用时间、冲击次数的增加,"残余应力洞"现象随之加剧;而随着材料动态弹性极限、光斑大小、冲击波上升时间、光斑搭接率的增加,"残余应力洞"现象则会随之减弱。该研究可为后期激光冲击强化光斑光学整形技术的应用,以及基于残余应力场优化的工艺设计提供依据。     

自增强厚壁圆筒残余应力分布规律研究

以火炮身管自增强处理为背景 ,根据炮钢材料实际的拉伸—压缩试验曲线和性能参数 ,将Bauschinger效应系数和强化效应系数作为加载阶段产生的相当塑性应变的函数 ,对厚壁圆筒自增强处理产生的残余应力分布规律进行了理论分析和实验研究。     

921A钢在海水中腐蚀的力学化学效应

为了研究弹性应力和弹塑性应变对921A船体钢在模拟海水中腐蚀行为的影响,采用自制的载荷-电化学实验装置对921A钢在载荷与腐蚀介质协同作用时的开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学性能进行了测试,并由电化学阻抗谱拟合得到的电荷传递电阻定义载荷下的腐蚀速率修正因子,将实验得到的腐蚀速率修正因子与理论值进行了对比。结果表明:弹性拉应力与弹性压应力对力学化学效应的影响具有对称性。力学化学效应随着弹性应力的增大而增大,随着弹塑性应变的增大先增大后减小。弹塑性应变对力学化学效应的影响远远大于弹性应力的影响。在研究范围内,弹塑性应变引起的腐蚀电位负移量最大为62.6 mV,相应的腐蚀速率修正因子高达4.113,而弹性应力引起的腐蚀电位负移量最大为24.5 mV,相应的腐蚀速率修正因子为1.746。由此可见,应力应变对921A钢在海水中腐蚀行为的影响不容忽视。     

新型航空铝合金材料复杂形貌点蚀损伤应力集中效应分析

根据7B04铝合金材料试件模拟加速点蚀试验检测结果,并结合铝合金材料点蚀行为机制、微观结构特征与随机性过程本质,构建由多个微观椭球体合成的楔入型与合围型两种典型复杂形貌点蚀损伤模型。采用ANSYS有限元方法建模并基于线弹性断裂力学,对上述两种点蚀损伤模型的应力集中效应进行计算与分析。研究发现:两种复杂形貌特征的点蚀损伤模型产生的应力集中系数数值基本相当,各个微观椭球体蚀坑分别对应力分布产生影响并相互干涉与叠加,造成复杂形貌点蚀损伤模型的应力集中系数数值增大;两种复杂形貌点蚀损伤模型的应力主要集中在各个微观椭球体蚀坑交会的位置,大都位于宏观点蚀损伤的侧边;两种复杂形貌点蚀损伤模型的应力集中效应作用区域的尺寸与铝合金材料微观晶粒尺寸、点蚀萌生的短裂纹初期尺寸基本相当。     

轴向应力对铁磁材料磁极性影响研究

为研究外加应力作用下铁磁材料磁极性变化规律,制作Q235钢轴状静载拉伸试件,在MTS810型液压伺服试验机上进行正向或反向多级加载,采用EMS2003金属磁记忆仪检测拉伸过程试件表面磁记忆信号变化,分析加载顺序、加载次数及应力大小对磁极性影响。研究结果表明：同一加载方向上试件磁极性不变,加载应力大小决定磁极性强弱,正反方向加载试件产生相反的磁极性。同一加载方向、同一加载应力条件下,加载次数不影响磁极性;改变加载方向,加载应力需逆转磁畴结构取向,加载次数增多使磁极性略有增强。     

损伤铝合金表面超声焊接界面断口分析与结合机理

采用超声焊接铝合金箔材的工艺修复处理表面腐蚀受损的2A12CZ基体,并利用Quanta200型环境扫描电子显微镜分析了截面形貌及箔材与基体之间界面表面断口的微观形貌。结果表明：从截面来看,箔材与基体之间大部分发生了焊合,界面分界线大部分消失;从机械脱开的界面断口来看,其表面微观形貌表现为鳞片状及韧窝状的典型金属型断口形貌。这说明在给定条件下,焊接部位大部分呈冶金结合。最后对铝台金箔材与铝合金基体之间超声焊接机理进行了探讨。     

外加电位条件下7A52铝合金应力腐蚀开裂敏感性研究

摘要：采用电化学极化手段和慢应变速率拉伸试验,结合扫描电镜观察合金断口形貌,研究了外加电位对7A52铝合金应力腐蚀开裂敏感性的影响。研究结果表明：合金在3．5％NaCl溶液中的应力腐蚀开裂敏感性与外加电位有强烈的相关性,开裂敏感性在外加电位为一0．95V时最低,外加电位起到阴极保护的作用;在外加电位为一1V时有所升高,但仍然低于开路电位条件下的敏感性;在一1．1V时最高,应力腐蚀过程以氢脆为主;在一1．2V时又有所降低,阴极析出的氢以气态逸出而降低应力腐蚀开裂敏感性。     

钢管初应力对方钢管混凝土构件性能的影响研究

在14根方钢管混凝土构件试验的基础上,分析了初应力系数、荷载偏心率、混凝土强度、试件长细比等因素对承载力的影响,给出了钢管初应力对方钢管混凝土压弯构件承载力的影响系数,采用ANSYS有限元分析程序进行了非线性全过程分析.     

对接厚板表面裂纹的残余应力强度因子

利用线弹簧模型求解对接厚板表面裂纹的残余应力强度因子。基于Reissner板理论和连续分布位错思想,将对接厚板表面裂纹问题归结为一组Cauchy型奇异积分方程,并采用Gauss-Chebyshev方法给出了奇异积分方程的数值结果,并与有限元解进行比较,计算结果表明:用线弹簧模型解决含残余应力表面裂纹问题不仅是合理可行的,而且是一种简单方便的方法,便于工程实际应用。     

Stress corrosion cracking behaviour of gas tungsten arc welded super austenitic stainless steel joints

Super 304 H austenitic stainless steel with 3% of copper posses excellent creep strength and corrosion resistance, which is mainly used in heat exchanger tubing of the boiler. Heat exchangers are used in nuclear power plants and marine vehicles which are intended to operate in chloride rich offshore environment. Chloride stress corrosion cracking is the most likely life limiting failure with austenitic stainless steel tubing. Welding may worsen the stress corrosion cracking susceptibility of the material. Stress corrosion cracking susceptibility of Super 304 H parent metal and gas tungsten arc(GTA) welded joints were studied by constant load tests in 45% boiling Mg Cl2 solution. Stress corrosion cracking resistance of Super 304 H stainless steel was deteriorated by GTA welding due to the formation of susceptible microstructure in the HAZ of the weld joint and the residual stresses. The mechanism of cracking was found to be anodic path cracking, with transgranular nature of crack propagation. Linear relationships were derived to predict the time to failure by extrapolating the rate of steady state elongation.     

夹杂物对有机涂层下碳钢腐蚀初期过程的影响

选择两种具有典型夹杂物的碳钢,通过浸泡试验,研究有机涂层下碳钢的腐蚀初期过程,并和裸钢的腐蚀过程进行对比．结果表明：涂层试样和裸钢试样腐蚀发展的初期过程都是点蚀;涂层试样点蚀诱发孕育期大大长于裸钢试样;点蚀的主要诱发源是钢中的硫化物和硅酸盐;硫化物夹杂物诱发点蚀及点蚀的扩展主要沿夹杂物与基体间的相界进行．     

剪刀撑水泥砂浆网薄层加固砌体墙体拟静力试验

主拉应力破坏是砌体结构在地震荷载作用下最常见的一种破坏形式,剪刀撑水泥砂浆网薄层加固法就是针对砌体结构抵抗主拉应力不足的一种加固方法。为了考察该方法加固砌体墙体的受力性能及加固效果,对6片砂浆强度不同、加固方法不同的墙体试件进行了拟静力试验。试验结果表明：剪刀撑水泥砂浆网薄层加固法能够明显提高砌体墙体的抗剪承载力;该方法更适合于加固砂浆强度较低的砌体墙体;采用该方法加固后的砌体墙体破坏形式以剪切滑移破坏为主;加固面层能够与原有墙体较好地共同工作。目前剪刀撑水泥砂浆网薄层加固法是一个崭新的课题,该拟静力试验给出的试验分析结果和建议可供相关研究和加固工程设计参考。