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。     

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。     

超声冲击处理改善22SiMn2TiB装甲钢抗应力腐蚀性能研究

采用超声冲击处理工艺对22SiMn2TiB装甲钢试样进行了表面冲击强化,采用四点弯曲加载装置将处理和未处理的试样在3.5%NaCl溶液中进行了150 d的应力腐蚀试验。用X射线应力测定仪测定了应力腐蚀试验前试样表面的残余应力,用扫描电镜和透射电镜观察了处理后试样的断面组织。分析了超声冲击处理引起的残余应力和断面组织变化对改善装甲钢抗应力腐蚀性能的作用。结果表明,超声冲击处理引入的残余压应力和表层晶粒细化可以大大提高22SiMn2TiB装甲钢的抗应力腐蚀性能。     

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％.     

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。     

表面小缺口损伤的超声深滚抗疲劳强化处理

为研究超声深滚处理技术(Ultrasonic Deep Rolling,UDR)对零件表面损伤的抗疲劳修复与强化作用,制备了Ti-6Al-4V缺口疲劳试件,采用UDR技术对缺口疲劳试件进行了深滚强化处理。通过疲劳试验对比了深滚处理前后的缺口试件的抗疲劳性能。采用体视显微镜对疲劳断口和深滚处理后缺口附近的塑性变形进行了观察分析,根据名义应力法和局部应力应变法对缺口件的疲劳寿命进行了计算,并与试验结果进行了比较。结果表明:试验结果与计算结果较接近;与未经超声深滚处理的试件相比,经超声深滚处理后缺口试件的疲劳强度由276 MPa提高到523 MPa。断口分析表明:经超声深滚处理后疲劳裂纹源下移到缺口根部以下0.68 mm处,说明超声深滚在缺口根部引入的残余压应力是提高缺口试件疲劳强度的主要原因。     

基于直通式电磁处理技术的残余应力处理实验研究

为了研究直通式电磁处理技术在降低铁磁构件的残余应力中的应用,设计了焊接残余应力电磁处理实验并对处理前后的残余应力进行了测试,测试结果表明:直通式电磁处理技术能够在一定程度上降低残余应力。同时,分析了相应的处理机理,为提高船舶、武器等的焊接工艺和降低残余应力提供理论基础和技术支撑。     

某式手枪枪管断裂失效分析

某式手枪枪管在组装前的高压试验中不断出现断裂.断口呈脆性特征,靠近内表面裂源部分(脆性断裂区)呈沿晶断裂形态,并发现有腐蚀产物,中间过渡区(裂纹扩展区)呈准解理 韧窝 沿晶形态,接近外表面部分(瞬断区)呈准解理 韧窝形态.分析结果显示断裂主要是应力腐蚀裂纹导致.枪管变形后的校正造成内表面有残余应力,为应力腐蚀提供了应力条件;除锈使用了酸洗工艺,为应力腐蚀提供了腐蚀条件.采取相应措施后,彻底避免了同样失效的发生.     

超声辅助喷射电沉积Ni镀层的表面形貌及硬度

试验以直接超声方式,在喷射电沉积装置的基础上加载超声设备,分别在20℃和50℃两种镀液温度下在A3钢基体上制备了加载超声和不加载超声Ni镀层,研究了超声波及温度对Ni镀层表面形貌和硬度的影响。试验结果分析表明：在20℃条件下,超声可避免镀层裂纹的产生,提高镀层的硬度;在50℃条件下,超声可细化镀层的组织,且可显著提高镀层硬度;超声波对喷射电沉积层组织和性能的影响机理主要在于超声空化引起的析氢减少、细晶强化和加工硬度。     

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。     

激光熔覆搭接过程残余应力应变的有限元计算

激光熔覆过程中产生的残余应力与应变对熔覆层的裂纹开裂倾向有重要影响。利用有限元法对激光多道搭接过程熔覆层的残余应力和应变进行计算,计算过程中主要考虑瞬时温度变化引起的热应力、σ-ε曲线、有限元网格、力学边界条件4个方面。热应力主要在温度场计算结果的基础上求得;σ-ε曲线采用的是线性强化材料的弹塑性曲线;有限元网格主要采用分区划分的形式进行。通过计算,得到了搭接后的熔覆层上关键点的残余应力和应变分别为1 400 MPa和2.2×10^-2。结果表明：搭接熔覆层交界处的点产生焊趾裂纹的倾向最大,第1道熔覆顶点处产生横向裂纹的倾向次之。     

铝青铜水下湿法激光焊接焊缝成形与力学性能

为解决湿法焊接焊缝质量不高的问题,对铝青铜材料展开水下湿法激光焊接实验,利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、显微硬度仪、万能试验机分别检测和分析了焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:铝青铜水下湿法焊接会出现大量气孔,水深增加会导致气孔增多,提高焊接速度可以改善焊缝成形质量,通过在基体表面预置自蔓延粉末能够有效减少气孔;焊缝中上部为胞状晶组织,底部为发达的树枝晶;焊缝平均硬度为240 HV,与基体相比提高了50%;拉伸试验试件均断裂在焊缝处,平均拉伸强度为235 MPa,为基体的43%。     

光栅过滤法测试陶瓷磨削表面残余应力

采用表面形貌技术对陶瓷磨削表面残余应力进行测试研究,对表面粗糙度曲线经过数据截取、滤波以及规范化处理后可得到表面挠度曲线,认为,此方法与X射线衍射法相比测试结果较接近,是测试残余应力的有效方法;其数据处理过程是保证测试精度的关键;挠度变化是个渐变的过程。     

自紧管的蠕变——应力松驰

本文讨论自紧管在稳定化处理时,由于残余应力作用,材料发生蠕变而引起的应力松驰现象.根据材料的蠕变性能,利用数值方法计算了稳定化处理时蠕变引起的残余应力松驰量。本文认为,在本实验条件下,稳定化处理过程中蠕变引起的应力松驰量可忽略。     

三轴残余强度以及全过程曲线出现蠕变的成因

本文分析了粗晶大理岩石应力平等层理和垂直层理两种状态,及不同低围压情况下三轴围压效应和结构效应,岩石残余强度及岩石弹性模式量与围压的关系,并分析了粗晶大理岩三轴试验全过程曲线出现时而蠕的成因。     

高能微脉冲表面强化修复45CrNiMoVA传动轴性能试验研究

针对某大型船用传动轴工作轴颈表面产生腐蚀坑的问题,采用高能微脉冲表面强化修复技术对试验样轴进行修复。通过拉伸试验筛选了焊丝,采用光学显微镜和显微硬度计分析了修复层的显微组织和硬度,研究了扭转条件下修复层与基体的结合强度。结果表明:Ni-818焊丝修复层与基体的结合强度高,抗拉强度为557MPa;修复层显微组织均匀、致密,硬度差异小;当扭矩为200N.m,且表面最大剪应力为438MPa时,修复层和基体之间结合良好。由此得出结论:采用高能微脉冲表面强化修复技术,使用Ni-818焊丝可实现对45CrNiMoVA传动轴的表面强化修复。     

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。     

C/SiC复合材料残余应力的电火花小孔法测定研究

进行了C/SiC复合材料残余应力的小孔法表征.基于现有小孔法的不足以及材料的较好电导率,提出了电火花打孔法的残余应力测量方法,建立了相应的残余应力测量流程.进行了不同平整表面样品的残余应力测量.结果表明电火花打孔法具有较好的区分性,也表明C/SiC复合材料具有较小的本征残余应力和机加工应力,这说明:C/SiC复合材料作为反射镜材料具有很好的面形稳定性的优势.     

激光强化电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层的耐磨性

设计了激光强化电刷镀设备,制备了激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层,研究了其显微硬度和耐磨性,分析了激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层耐磨性增加的原理.研究发现,当激光功率为300 W时,激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层的显微硬度比普通纳米Al2O3/Ni电刷镀层提高约HV150,相对耐磨性是2.3,摩擦因数有所降低.细晶强化和纳米颗粒弥散强化是镀层硬度和耐磨性增强的主要原因.     

用堆焊和激光淬火的方法修复精密齿轮轴

介绍了用传统的堆焊技术与新的激光淬火技术相结合的修复精密齿轮轴的方法．因为堆焊后工件的硬度低（ＨＲＣ２５以下）,因此可用普通滚齿机加工齿形,然后采用激光淬火的方法提高齿面硬度（ＨＲＣ４５以上）．由于激光热处理的热影响区小、热变形小,因此完全可以满足实际工况对齿轮轴的运动精度要求．实践证明,这是一种经济、方便、可靠的修复精密零部件的可行方法．