单向CFRP表面缺陷的涡流检测与有限元仿真研究

针对目前钢制拉索耐腐蚀性差,寿命周期短,同时无法满足当前工程应用中超大跨距的要求,碳纤维复合材料因具有优异的机械性能和稳定的化学性能,为寻找替代钢拉索的新材料拉索提供了新的研究方向。本研究利用实验与数值仿真相结合的方法,开展CFRP裂纹损伤结构的涡流场分析与检测。结果表明,当激励频率为1250 kHz时,线圈对碳纤维板索裂纹损伤检测最为敏感。裂纹处信号幅值随裂纹深度的增加而增加;随裂纹宽度的增加呈现先增加后减小的趋势,在裂纹宽度为1.5 mm时幅值达到最大值。通过CFRP涡流场有限元仿真,能够有效地验证实验结果。涡流检测技术可以有效应用在CFRP的损伤缺陷检测当中,为今后利用电磁涡流技术实现CFRP拉索的在役缺陷检测提供参考依据。

20CrMnTi钢负压真空间隙式渗氮工艺研究

在氮气为负压及不同温度条件下对20CrMnTi低合金钢进行真空间隙式渗氮处理,并采用自动显微硬度测试、滑动干摩擦测试手段分析渗氮硬化层的组织与性能。结果表明:经过560℃负压真空间隙式渗氮处理后的20CrMnTi钢试样有效硬化层深度能达到70μm以上,表层硬度较之原样可提高3.01倍,磨损率可降低2.91倍,综合性能最优。

TA2钛合金真空渗碳层组织及性能研究

采用自制间歇式真空渗碳装置,在不同压力下对TA2钛合金进行CH_4和C_2H_2混合渗碳处理。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、自动维氏硬度测试和万能摩擦磨损试验等检测手段,对比分析了不同气压下TA2钛合金的渗层组织、硬度和耐磨性。结果表明:渗层主要由TiC0.93相组成,表层组织细化;硬度比原样提高了2.78倍,有效硬化层深度超过120μm,硬度梯度平缓;平均摩擦系数大幅度降低,磨损速率达到5.7×10^(-7)cm^3/(min·N),仅为原样的1/55;经渗碳处理后的TA2钛合金综合性能显著提高。

正交试验法优化TA2间歇式真空渗碳工艺研究

为优化TA2钛合金间隙式真空渗碳工艺,采用L_9(3~3)正交设计方案研究温度、压强、甲烷乙炔气氛配比对TA2钛合金渗碳层硬度、厚度及耐磨性的影响。结果表明:温度对TA2钛合金渗碳层影响最大。正交试验最佳的工艺参数为温度940℃,压强-70 k Pa,甲烷和乙炔的配比为7∶1,此时钛合金的硬度最佳可达到972.8 HV,渗层厚度可达136μm。各因素的影响程度是:温度>甲烷乙炔气氛配比>压强。

从硼泥中提取硅、硼的新工艺

以硼泥为原料,硼泥与碳酸钠混合后在900℃下焙烧2 h,采用碱浸法回收焙烧后硼泥中的SiO_(2)和B_(2)O_(3).通过TG-DSC曲线分析了焙烧阶段的反应过程.通过单因素试验研究了碱浸阶段:n(NaOH)/n(SiO_(2))、反应温度、反应时间、液固质量比等条件对硼泥中的SiO_(2)和B_(2)O_(3)提取率的影响.通过正交试验,确定了影响SiO_(2)提取率各因素之间的主次关系依次为:n(NaOH)/n(SiO_(2))>液固质量比>反应时间>反应温度,影响B_(2)O_(3)提取率各因素之间的主次关系为:反应时间>反应温度>n(NaOH)/n(SiO_(2))>液固质量比.最佳的回收条件:n(NaOH)/n(SiO_(2))为25,反应温度为50℃,反应时间为40 min,液固质量比为8,在此条件下SiO_(2)的提取率为83.11%,B_(2)O_(3)的提取率为75.28%.

20CrMnTi钢碳氮复合强化层的制备与性能

采用真空脉冲先渗碳后渗氮、真空脉冲感应渗氮、等离子渗氮等方法在20CrMnTi钢表面制备碳氮复合强化层,利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和显微硬度计等分析了改性层的物相、组织结构、截面元素分布、致密性和显微硬度梯度。结果表明:真空脉冲先渗碳后渗氮能够获得平缓的硬度梯度;真空脉冲感应渗氮1 h就能够制备出35μm左右的渗氮层,大大的缩短了渗氮时间;先渗碳再离子渗氮工艺能获得50μm左右硬度值高和致密性好的渗氮层,次表层为回火马氏体组织,其渗层深度和氮元素相对含量几乎是单一离子渗氮的两倍。