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。     

扭力轴头的堆焊修复加激光强化

本文对某重载车辆扭力轴轴头的堆焊修复加激光强化工艺进行了试验研究.优选了激光强化的工艺参数;分析了堆焊及激光强化层的组织;并进行了硬度及接触疲劳试验.试验结果表明:堆焊加激光强化层的硬度高,其接触疲劳性能比原材料高频淬火略有提高;堆焊加激光强化修复扭力轴轴头具有较高的经济效益.     

离子镀TiN涂层工艺参数优化及工作距离对表面质量的影响

采用多弧离子镀(multi-arc deposition)沉积TiN涂层,分析工艺参数对涂层表面质量的影响。首先以硬度为考核指标,设计了Ti弧流、N2流量、Ar流量、烘烤温度和偏压的5因素、4水平L16(45)正交试验,优化工艺参数。然后分析了优化工艺参数条件下,工件到靶材的距离(工作距离)对涂层表面质量的影响。采用SEM分析了表面形貌,通过截面形貌确定了涂层厚度;采用Nano-indentation测定了涂层硬度。结果发现:5个因素对涂层硬度的影响程度不同,影响硬度的因素主次顺序为Ti弧流—Ar流量—偏压—烘烤温度—N2流量;试验条件下,5因素的最优水平依次为70 A,10 sccm,40 V,350℃,44 sccm;存在最佳工作距离(约30 cm),使涂层表面质量最佳。     

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。     

基于磁导率法的零部件硬度电磁无损检测技术研究

传统的机械压痕法虽能测量火炮零部件的硬度,但对其表面有损害,且某些零部件工作面并不允许使用打点测量方式．为解决这一问题,基于硬度与材料磁导率之间的对应关系,设计了一种硬度电磁无损检测系统,采用DDS技术实现参数可控的正弦信号源,以满足磁导率测试所需的激励条件．为了提高检测灵敏度,利用交流电桥拾取由硬度变化引起的检测线圈和参考线圈电压差分信号,并进一步在调理电路中采用正交锁相放大技术对这一微弱信号进行放大和噪声抑制．硬度试验结果表明,该系统能以无损的检测方式有效地区分零部件的硬度值,为火炮定型试验中的硬度测量提供了新途径．     

船用60 kg级铸钢使用性能的试验研究

对船用60kg级铸钢进行多项使用性能试验,试验结果表明该铸钢常规力学性能和低温韧性全部合格,实物铸件解剖力学性能良好,与试块的解剖性能基本相当,具有良好的焊接性能,焊接接头的冲击和硬度试验达到技术条件规定的要求.     

铝合金-纯铝-钢复合板爆炸焊接试验及性能研究

通过设计爆炸焊接试验复合了铝合金-纯铝-钢爆炸复合板,对其界面形态、显微硬度及力学性能进行了研究。结果表明,铝合金-纯铝界面纯规则正弦波形,纯铝-钢复合板界面波形较小,铝合金-纯铝-钢复合板的界面剪切强度在75 MPa以上,爆炸复合过程中,纯铝与钢界面生成了金属间化合物,其界面处基体金属发生强烈的塑性变形。复合板变形及组织变化的结果造成复合板界面处的显微硬度最高,随着距界面距离的增加,两侧基体金属的硬度逐渐降低。     

高压静电场在反渗透预处理中的试验研究

试验研究了高压静电场对反渗透进水的温度、总硬度、电导率、pH值和细菌数的影响,以及高压静电场对反渗透膜通透量和回收率的影响。结果表明,高压静电场可有效改进反渗透预处理。经高压静电场处理后,原水的温度、总硬度、电导率升高,pH值降低。高压静电场的杀菌率随作用时间的增加而增大,随电压的上升而增大。采用高压静电场对反渗透进水进行预处理,可提高反渗透的通透量和回收率。     

应用离子镀技术增加炮管寿命的一种工艺

从离子镀技术的基本原理、试验数据入手,探讨了采用多弧离子镀技术镀制大口径炮管的工作原理,并介绍了炮管镀膜设备的基本结构。试验结果表明,镀膜后的炮管,其表面硬度可提高6～9倍、耐磨性提高4倍以上,耐蚀性可达A级,防腐性能比其它方法高9倍以上。从而可有效地提高炮管的使用寿命和贮存可靠性。     

火炮模拟试验装置波形发生器参数试验设计

通过高速大质量块冲击炮口来推动火炮后坐是一种技术可行的火炮后坐模拟试验方法。为保证该模拟试验方法精度,基于ABAQUS软件建立了火炮模拟试验装置及力学模型;基于橡胶试样的拉伸、压缩试验得到橡胶材料的应力应变关系,建立了波形发生器的超弹性模型;选取波形发生器左右两个橡胶块的直径、硬度及厚度等结构参数为试验因素,根据火炮动态特性的平均及最大误差建立了目标函数,通过均匀设计试验获取了一组最优的结构参数,为火炮模拟试验装置的工程设计提供了依据。     

某型飞机平尾轴疲劳断裂失效分析

采用台架试验装置对某型飞机平尾轴进行了疲劳试验,通过断口的观察分析、断口部位的金相分析、硬度检测、有限元结构应力分析,确定了平尾轴的失效模式,并对其断裂失效原因进行了分析。结果表明：平尾轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹源均起源于大轴简体内壁加工刀痕形成的沟槽处,变截面圆弧造成的结构应力集中和粗糙加工刀痕形成的附加应力集中是造成大轴疲劳断裂的主要原因。关键词：平尾轴;疲劳断裂;失效分析;应力集中     

45钢表面激光熔覆Ni35合金涂层的组织及性能

为了修复45钢磨损装备零件,采用激光熔覆工艺在45钢表面制备了Ni35合金涂层。利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损试验机分析了熔覆层的显微组织,测试了涂层的硬度和耐磨性能。结果表明：熔覆层由γ-Ni和Ni3B两相组成;熔覆层中存在平面晶、胞状晶、枝晶等多种形态;Ni35熔覆层的硬度为450HV,熔覆层的耐磨性是基体的2.86倍。     

Application of ultrasonic waves in measurement of hardness of welded carbon steels

The ultrasonic contact impedance technique and ultrasonic wave velocities have been widely used for non-destructive hardness measurement.Ultrasonic wave velocity shift provides through the thickness average hardness, however, the correlations are performed according to surface hardness. In order to accept this technique as a particular non-destructive method for determination of hardness, it is necessary to test it with industrial applications. A widely used joining(welding) technique is selected for this purpose. Samples of carbon steels with three different carbon contents, but similar composition, are annealed in order to obtain the softened samples with different hardness values. Rockwell B scale hardness of heat treated samples, which are assumed to be isotropic, are determined and correlated with ultrasonic wave velocity shifts. Effect of welding process on hardness is investigated using ultrasonic wave velocity shifts, and the results are verified with destructive hardness measurements.     

Influence of yttrium on microstructure and properties of Ni–Al alloy coatings prepared by laser cladding

Ni–Al alloy coatings with different Y additions are prepared on 45^# medium steel by laser cladding. The influence of Y contents on the microstructure and properties of Ni–Al alloy coatings is investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron probe microanalyzer, Vickers hardness tester, friction wear testing machine, and thermal analyzer. The results show that the cladding layers are mainly composed of NiAl dendrites, and the dendrites are gradually refined with the increase in Y additions. The purification effect of Y can effectively prevent Al₂O₃ oxide from forming. However, when the atomic percent of Y addition exceeds 1.5%, the extra Y addition will react with O to form Y₂O₃ oxide, even to form Al₅Y₃O₁₂ oxide, depending on the amount of Y added. The Y addition in a range of 1.5–3.5 at.% reduces the hardness and anti-attrition of cladding layer, but improves obviously its wear and oxidation resistances.     

多弧离子镀CrNx涂层的工艺与摩擦磨损性能

为了改善发动机活塞环的摩擦学性能和提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了不同N2含量和弧电流的CrNx硬膜,采用X射线衍射技术、扫描电子显微镜、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,分别测试了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能。研究结果表明：当N2质量分数为45%时,薄膜纳米硬度相对较高,CrNx薄膜中主要以CrN（220）相为主;随着弧电流的增加,薄膜的表面颗粒尺寸增加,当弧电流为60A时,薄膜纳米硬度相对较高。与Cr电镀层活塞环相比,CrNx涂层活塞环具有较强的抗高温粘着磨损性能。     

磁控溅射工艺对CrN基复合涂层微观结构及摩擦学性能的影响

采用闭合场非平衡磁控溅射技术在不锈钢基体上制备了不同质量分数Mo的CrMoN复合涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDX）和光电子能谱仪（XPS）,系统分析了CrMoN复合涂层的相结构、表面形貌、成分、原子化合价价态等,结果表明：添加Mo后,CrMoN涂层的择优取向由CrN涂层的（220）转变为（200）,CrMoN涂层中的Mo原子取代了CrN晶格中的Cr原子,形成（Cr,Mo）N置换固溶体。采用Nano Test 600硬度测试仪测定了CrMoN复合涂层的纳米硬度,结果表明：由于CrN相和MoN两种硬相的协同作用,使得CrMoN复合涂层的纳米硬度值增大。采用多功能摩擦磨损试验机测定了CrN涂层及CrMoN复合涂层的摩擦因数,结果表明：CrMoN复合涂层的摩擦因数低于CrN涂层,磨损过程中由于摩擦热反应生成大量MoO3,使得复合膜的摩擦因数降低,起到了一定的润滑效果,降低了磨损量。     

Multiobjective optimization of friction welding of UNS S32205 duplex stainless steel

The present study is to optimize the process parameters for friction welding of duplex stainless steel(DSS UNS S32205).Experiments were conducted according to central composite design.Process variables,as inputs of the neural network,included friction pressure,upsetting pressure,speed and burn-off length.Tensile strength and microhardness were selected as the outputs of the neural networks.The weld metals had higher hardness and tensile strength than the base material due to grain refinement which caused failures away from the joint interface during tensile testing.Due to shorter heating time,no secondary phase intermetallic precipitation was observed in the weld joint.A multi-layer perceptron neural network was established for modeling purpose.Five various training algorithms,belonging to three classes,namely gradient descent,genetic algorithm and LevenbergeM arquardt,were used to train artificial neural network.The optimization was carried out by using particle swarm optimization method.Confirmation test was carried out by setting the optimized parameters.In conformation test,maximum tensile strength and maximum hardness obtained are 822 MPa and 322 Hv,respectively.The metallurgical investigations revealed that base metal,partially deformed zone and weld zone maintain austenite/ferrite proportion of 50:50.