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。     

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。     

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。     

几种坦克用钢氮离子注入强化试验

对10、38CrSi、20Cr2Ni4A等坦克用钢的氮离子注入强化进行了试验。结果表明:注入后的试样,硬度和相对耐磨性都有不同程度的提高。硬度的测试结果与试验载荷有关。     

45钢表面激光熔覆ND35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450 HV,熔覆层的耐磨性是基体的2.86倍.     

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。     

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。     

陶瓷/金属梯度热障涂层的制备及性能评价

为了评价陶瓷/金属梯度热障涂层的性能,设计了4种涂层方案和2种基体材料(1Cr18Ni9Ti和2Cr13).利用单枪单送粉器成功地制备了线性梯度涂层.通过观察涂层的微观结构、测量涂层的抗热震性能和热残余应力来评价涂层的性能.利用扫描电镜对各种陶瓷涂层的微观结构进行了观察和分析,利用X射线能谱分析得到了陶瓷梯度涂层试样中的不同区域的衍射图.热震试验表明,梯度涂层比非梯度涂层具有更好的抗热震性能.采用钻孔法对不同涂层方案进行了残余应力的测量,结果表明,压应力出现在1Cr18Ni9Ti基体材料上,而拉应力出现在2Cr13基体材料上.     

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％.     

超音速微粒沉积Ti-45Al-7Nb-4Cr涂层的摩擦学性能

针对铝合金表面硬度低和易磨损的问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备了Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层微观形貌和物相组成进行了观察和分析,并对比测试了5083铝合金、Ti-45Al-7Nb-4Cr合金铸锭和涂层的显微硬度和摩擦学性能。结果表明:Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层内部颗粒间存在冶金结合和机械嵌合2种结合方式,涂层与5083铝合金基体的结合方式为机械嵌合;涂层主要相组成为γ-Ti Al、α2-Ti3Al和β-Ti相;通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层,显微硬度提高4倍以上,磨损体积减少69%以上;涂层的磨损机理为磨料磨损和氧化磨损,具有较好的耐磨性能。     

中锰铸钢坦克履带板连接筋的喷丸强化处理

针对新研制的中锰铸钢坦克履带板装车考核中的特点,提出了对连接筋实施喷丸强化处理的预强化方案.分析了喷丸强化层的组织和硬化特性;还通过连接筋的3点弯曲疲劳试验,探讨了喷丸强化对连接筋疲劳裂纹形成的影响.研究认为,对中锰铸钢坦克履带板连接筋进行喷丸强化预处理,是提高其整体使用寿命的重要途径.     

Performance characterization of Ni60-WC coating on steel processed with supersonic laser deposition

Ni60-WC particles are used to improve the wear resistance of hard-facing steel due to their high hardness. An emerging technology that combines laser with cold spraying to deposit the hard-facing coatings is known as supersonic laser deposition. In this study, Ni60-WC is deposited on low-carbon steel using SLD. The microstructure and performance of the coatings are investigated through SEM, optical microscopy, EDS, XRD, microhardness and pin-on-disc wear tests. The experimental results of the coating processed with the optimal parameters are compared to those of the coating deposited using laser cladding.     

钢质管道挤压变形过程数值模拟

基于对钢质输油管道挤压变形原理的分析,建立上下刀具加载作用下钢质输油管道挤压变形模型,采用扩展拉格朗日方法求解三维接触挤压问题,完成20号无缝钢挤压变形过程的数值模拟。将模拟试验数据与前人实际试验数据进行对比与验证,模拟结果与实际试验结果吻合。该模型可以用于模拟不同规格管道挤压变形情况,得到管道挤压变形的位移、载荷和应力分布规律,为管道应急抢修提供理论和实践依据。     

镍对重力分离SHS陶瓷内衬复合管的影响

采用SHS重力分离技术制备陶瓷内衬复合管,通过改变主燃烧配系组元Ni的含量,研究分析了金属Ni对陶瓷内衬复合管制备的燃烧特性及机械性能的影响。研究发现,适量的Ni粉能促进SHS燃烧进行,提高燃烧体系的绝热燃烧温度和陶瓷层的致密度,并且有助于形成金属/陶瓷界面过渡层,这极大提高了复合管的显微硬度和抗压剪强度。当Ni粉含量为19wt％时,陶瓷层的显微硬度和抗压剪强度分别最高达1764N/mm2和36.1MPa。     

Ti含量对(Cr,Ti)N复合涂层组织结构与性能的影响

通过改变Ti靶弧电流,在自行改造的多弧离子镀膜机上制备了不同Ti含量的(Cr,Ti)N复合涂层。研究了不同Ti含量对涂层沉积速率、成分相结构、表面形貌及纳米硬度等性能的影响,对涂层的硬化机理进行了探讨。结果表明:随着Ti含量的增加,复合涂层的沉积速率提高,晶粒尺寸变小,粗糙度降低。涂层的择优取向从(111)晶面逐渐过渡到(220)晶面;其相结构由CrN类型结构转变为TiN和CrN并存的混合相结构,最后转变为TiN类型结构。Ti的加入可显著提高复合涂层的硬度,当Ti在金属元素中的原子数分数为0.62时,复合涂层纳米硬度最高,为35GPa。与CrN涂层相比,CrTiN复合涂层具有较低的滑动摩擦因数和较高的抗滑动摩擦磨损性能。     

Effect of friction stir processing on mechanical properties and heat transfer of TIG welded joint of AA6061 and AA7075

Tungsten inert gas (TIG) welding is the most commonly used joining process for aluminum alloy for AA6061 and AA7075 which are highly demanded in the aerospace engineering and the automobile sector, but there are some defects occur during TIG welding like micro-crack, coarse grain structure, and porosity. To improve these defects, the TIG welded joint is processed using friction stir processing (FSP). This paper presents the effect of friction stir processing on TIG welding with filler ER4043 and ER 5356 for dissimilar aluminum alloy AA6061 and AA7075. The mechanical characterization, finite element formulation and mathematical equations of heat transfer of TIG + FSP welded joints are investigated using ANSYS Fluent software by adjusting process parameters of FSP. The results show that the maximum compressive residual stress 73 MPa was obtained at the fusion zone (FZ) of the TIG weldment with filler ER4043, whereas minimum compressive residual stress 37 MPa was obtained at stir zone (SZ) of the TIG+FSP with filler 5356. The maximum heat flux 5.33 × 106 W/m2 and temperature 515 ℃ have observed at tool rotation 1600 rpm with a feed rate of 63 mm/min. These results give a satisfactory measure of confidence in the fidelity of the simulation     

Effect of wire tension on different output responses during wire electric discharge machining on AISI 304 stainless steel

WEDM is used in machining conductive materials where it is required to obtained complicated and intricate shapes with high accuracy. Various applications are in the field of automobile, medical industries, aerospace etc. WEDM is an economical machining option with short product development cycle. Surface roughness, kerf width, Material removal rate, Recast layer hardness and surface microhardness in WEDM are most important responses. In this paper, effect of varied Wire tension on SR, KW, MRR, RCL hardness and surface microhardness on AISI 304 have been investigated. Pulse on time, pulse off time, current and dielectric fluid are taken as fixed parameter. Results show that Wire tension influences the SR, MRR and Surface microhardness and has no effect on kerf width in case of Stainless steel 304.