TC11钛合金的高温蠕变实验研究

对TC11钛合金在同一温度(550℃)不同应力水平条件下进行了多组蠕变实验,根据有关流变模型建立了积分型蠕变本构方程和微分型应力应变本构关系,并对由蠕变方程推导的理论结果与实验结果的误差进行了分析。

金属流变成形理论及其工程应用研究

采用理论、数值模拟和实验相结合的方法,开展了金属流变成形理论及其工程应用研究。具体研究了某型Lc4铝合金反坦克导弹弹托、某型武装直升机TC11钛合金叶片盘等实际工程构件的热流变成形。结果分析表明,与传统的机床切削加工方法相比,金属流变成形方法具有节省工时和贵重金属材料、内部质量明显改善、机械性能显著提高等诸多优点,符合优质、高效、低耗等现代化的生产要求。

冷喷涂工艺参数对CoNiCrAlY涂层沉积影响

采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究了冷喷涂工艺参数对CoNiCrAlY涂层微观结构和力学性能的影响。运用Ansys CFD软件建立了冷喷涂CoNiCrAlY高速射流场三维模型,系统研究喷涂气体种类、温度、压力及粉末粒径分布对粉末粒子温度和速度变化的影响规律。采用高压冷喷涂系统,在镍基高温合金GH625基体上沉积CoNiCrAlY涂层,利用光学显微镜观察CoNiCrAlY涂层的微观结构,并且利用ImageJ软件检测涂层的孔隙率,随后通过硬度计及拉伸试验检测涂层的显微硬度和结合强度。结果表明:随着气体温度升高粉末在喷枪出口处的温度及速度也升高,随着喷涂气体压力的升高粉末在喷枪出口处的速度增大,但是对气体压力的变化对粉末温度影响较小;在氮气气氛和1000℃条件下获得的冷喷涂CoNiCrAlY涂层的孔隙率为1.9%左右、结合强度约为57 MPa,在氦气气氛和700℃条件下制备的CoNiCrAlY涂层的孔隙率约为0.4%左右、结合强度超过70 MPa;经真空热处理后涂层的孔隙率与热处理前的相比,其孔隙率稍有降低;喷涂态CoNiCrAlY涂层的维氏显微硬度约为550 HV0.3,热处理后CoNiCrAlY涂层的维氏显微硬度约为350 HV0.3,明显低于热处理前的显微硬度。

调制结构对Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜性能的影响

为提高钛合金的服役性能,采用真空阴极电弧离子镀技术,在TC4钛合金上制备不同R_(Cr-CrN):R_(Cr-CrAlN)调制比的多层膜。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪和砂粒冲蚀试验仪检测并分析了多层膜的截面形貌、结构、厚度、硬度、结合力、残余应力和抗砂粒冲蚀性能等。重点研究了R_(Cr-CrN):R_(Cr-CrAlN)调制比对多层膜性能的影响。结果表明:所制备的多层膜厚度均在7~8μm,过渡层约1.5μm厚,单一周期厚度在150~200nm;膜层均呈现(200)择优生长面心立方结构;随着Cr-CrAlN层占比的增加,膜层的硬度、残余应力和膜基结合力均相应地上升;在90°攻角下不同调制比的多层膜未完全破损前,其抗砂粒冲蚀能力是TC4基材的3倍以上,而在30°攻角下多层膜的抗砂粒冲蚀能力则约为TC4基材的8倍;R_(Cr-CrN):R_(Cr-CrAlN)调制比为1∶2时所制备的多层膜具有最佳的综合性能。

热处理对电弧喷涂用CuNiIn丝材性能的影响

采用真空熔炼+热挤压拉拔的方法制备了电弧喷涂用Cu35Ni5In丝材,研究了铸锭均匀化退火、中间退火和成品退火温度对合金性能的影响,采用SEM、XRD以及金相等对退火后的合金组织进行了分析表征,采用万能试验机对中间退火后的丝杆进行了抗拉强度测试。结果表明,CuNiIn铸锭采用1000℃×2 h的退火工艺显著改善了组织及成分偏析,CuNiIn丝杆在800℃中间退火温度下具有较高的抗拉强度,CuNiIn丝材在700℃的成品退火温度下,晶粒尺寸约为20μm,且大小及微观分布较为均匀,热处理过程CuNiIn没有发生相变。

航空螺栓冷镦的Deform 3D模拟与生产实践

通过对用于某型发动机的螺栓冷镦成形过程的分析与研究,采取改善冷镦前材料的状态,并利用有限元软件Deform3D模拟螺栓成形过程,优化模具设计,提高了产品质量和合格率。

螺栓冷镦缺陷分析与模具改进

冷镦具有生产率高、材料利用率高、零件表面质量和内在综合性能好、金属流线连贯合理等优点。相对于机加工零件，冷镦零件机械性能一般可提高10％左右，有的甚至达20％，加工效率可达50倍以上，而材料利用率可提高近100％。螺栓、螺钉、

动车油箱钣金件折弯提效技巧

针对某高速动车油箱试制生产过程中面临的某些折弯问题,通过采用垫板辅助折弯、优化工艺块形式、大小模具结合应用等方法解决试制过程中的折弯问题,提高生产效率。株洲联诚集团有限责任公司是我国目前最大的轨道交通装备部件制造商和供应商之一,公司旗下钢结构事业部主打产品为各种机车及高速动车油箱、风机、柜体等产品。随着近几年铁路及城市轨道事业的快速发展,各种高速动车油箱的研发与试制越来越频繁。

热力耦合对电弧离子镀NiCoCrAlYHf涂层/镍基单晶高温合金界面组织结构的影响

高温合金在高温服役时会受到温度和应力的共同作用,其界面组织结构的变化必然与单一热场下不同。采用电弧离子镀技术在镍基单晶高温合金表面制备NiCoCrAlYHf涂层,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等方法研究了涂层与基体在不同温度、时间及应力的条件下由元素互扩散所引起的微观结构演变与各成分的分布。结果表明:在无加载的情况下,NiCoCrAlYHf涂层与单晶高温合金的界面在1050、1100及1150℃下均发生明显的元素互扩散现象,且随着热暴露温度的升高和时间的延长,互扩散区(IDZ)宽度增大;界面处的扩散元素以Al、Ni、Cr和Co为主,Al、Ni由基体向涂层扩散,Cr、Co由涂层向基体扩散,导致基体γ/γ′相失稳而析出拓扑密堆积相(TCP)。NiCoCrAlYHf涂层与单晶高温合金基体在热力耦合作用下具有与上述相似的元素互扩散现象,但应力抑制了界面元素的互扩散行为,互扩散区宽度明显减小,且不受实验范围内载荷大小(50、71和100 MPa)的影响。另外,应力场不会改变TCP相的形貌和成分富集,单一热暴露试样和热力耦合作用试样在互扩散区、二次反应区(SRZ)析出的块状及针状TCP相均为碳化钽和P相析出物。

电弧离子镀NiCoCrAlYTa涂层制备及其高温防护性能研究

为进一步提升高温合金材料的服役性能,利用真空阴极电弧离子镀技术在DZ22B高温合金上沉积NiCoCrAlYTa涂层,研究涂层对基材力学性能的影响和高温性能等。采用扫描电镜观察膜层表面和截面形貌,用X射线衍射仪分析涂层的物相组成,用万能试验机检测室温拉伸性能和高温光滑持久强度性能。结果表明:所沉积的NiCoCrAlYTa涂层厚度达60μm以上,经热处理后,涂层更加致密且与基体因互扩散实现了冶金结合;NiCoCrAlYTa涂层的相组织主要为γ′-Ni3Al/γ-Ni。表面沉积NiCoCrAlYTa涂层后,对DZ22B基材的室温拉伸性能和高温光滑持久强度性能虽稍有影响,但均能满足应用的要求。在1050℃高温下,NiCoCrAlYTa涂层表面形成了一层致密的氧化层,从而减缓了氧化速度,其氧化速度仅为DZ22B基材的50%;DZ22B基材表面沉积NiCoCrAlYTa涂层后,抗950℃燃气热腐蚀能力提高了225倍。