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空化水喷丸表面改性技术研究进展综述
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作者 罗健鑫 王彦菊 +3 位作者 崔敏超 姚倡锋 沙爱学 张定华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期51-61,共11页
空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研... 空化水喷丸是一种利用空化现象产生的巨大能量冲击材料表面,对零件进行强化的表面改性技术。因其对诸多金属材料都具有强化作用,而被广泛应用于改善零件的表面状态,形成残余压应力层,延长零件的疲劳寿命。主要从基本原理、试验设备和研究现状3个方面对水射流空化喷丸(WJCP)、超声空化喷丸(UCP)和激光空化喷丸(LCP)进行了介绍,并从理论和试验等方面总结了不同类型金属材料进行空化水喷丸后其残余压应力、粗糙度和疲劳寿命等方面的变化情况。在上述研究内容的基础上,结合空化水喷丸技术的优势,对空化水喷丸今后的发展方向和应用前景进行了展望。研究表明,空化水喷丸技术作为一种新型的表面强化技术,具有独特的优势和广阔的发展前景。 展开更多
关键词 空化现象 喷丸 水射流空化 超声空化 激光空化
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TC4钛合金钻杆在腐蚀条件下的力学性能研究 被引量:6
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作者 安晨 程智 +4 位作者 黄旭 沙爱学 李荣 仇明 段梦兰 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期128-134,共7页
为研究适用于腐蚀环境下的钛合金钻杆材料,参照NACE和GB规范中的腐蚀要求和试验标准,首先对TC4钛合金试件进行腐蚀处理(设置未经腐蚀处理的对照组),然后进行拉伸、冲击和硬度试验,研究其在腐蚀条件下的综合力学性能.结果表明:在NaCl、H;... 为研究适用于腐蚀环境下的钛合金钻杆材料,参照NACE和GB规范中的腐蚀要求和试验标准,首先对TC4钛合金试件进行腐蚀处理(设置未经腐蚀处理的对照组),然后进行拉伸、冲击和硬度试验,研究其在腐蚀条件下的综合力学性能.结果表明:在NaCl、H;S、CO;、205℃条件下,TC4钛合金的拉伸性能下降不超过10%,冲击性能变化仅为0.33%,硬度下降3.21%,说明TC4钛合金具有出色的耐腐蚀性,在腐蚀条件下能够保持良好的综合力学性能.以API规范中对钢钻杆材料的力学性能要求为指标,腐蚀处理后TC4钛合金的力学性能表现为屈服强度、拉伸强度及伸长率均不低于X级钢;冲击吸收功高于API对钢钻杆要求的62%(20℃);硬度超过G级钢约37%,接近S级钢;故可将TC4钛合金应用于腐蚀性油气井钻杆中以避免或减轻钻杆腐蚀失效. 展开更多
关键词 TC4钛合金 钻杆 腐蚀 力学性能
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GH605板料成形极限影响因素分析 被引量:2
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作者 王彦菊 栾伟 +2 位作者 孟宝 沙爱学 贾崇林 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期60-68,共9页
板料成形极限图是用来评价板料成形性能的综合指标。通过胀形数值仿真得到0.2 mm和2.5 mm厚的三种不同热处理条件下GH605板料的成形极限曲线。通过实验对比验证0.2 mm厚的三种料的成形极限计算结果,结果表明仿真结果可以较好地反映实验... 板料成形极限图是用来评价板料成形性能的综合指标。通过胀形数值仿真得到0.2 mm和2.5 mm厚的三种不同热处理条件下GH605板料的成形极限曲线。通过实验对比验证0.2 mm厚的三种料的成形极限计算结果,结果表明仿真结果可以较好地反映实验结果。从材料性能差异的角度,分析研究加工硬化指数(n值)和厚向异性指数(r值)对成形极限的影响。综合仿真与实验结果表明,两种经过水冷固溶的板料成形性能显著优于经过退火处理的板料,成形极限曲线随着n值和r值的增大而升高,且n值对成形极限曲线的影响比r值的影响更显著。通过数值模拟建立的材料成形极限图,可为材料研制和工艺选材提供理论依据。 展开更多
关键词 GH605板料 成形极限 数值模拟 极限应变
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显微组织对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸变形行为的影响 被引量:2
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作者 李兴无 沙爱学 +1 位作者 陈勃 储俊鹏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期45-52,共8页
利用扫描电镜、X衍射仪和理论计算研究不同晶粒尺寸、晶体取向对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸行为的影响。不同状态的合金丝材拉伸实验结果验证了在720~840℃退火后的拉伸真应力-真应变曲线上存在明显的宏观屈服点,屈服后出现应力跌落;在... 利用扫描电镜、X衍射仪和理论计算研究不同晶粒尺寸、晶体取向对Ti-3Al-4.5V-5Mo钛合金拉伸行为的影响。不同状态的合金丝材拉伸实验结果验证了在720~840℃退火后的拉伸真应力-真应变曲线上存在明显的宏观屈服点,屈服后出现应力跌落;在α相晶体取向均为<0001>丝织构特征时,晶粒尺寸的大小决定合金的宏观屈服强度,晶粒尺寸越大,宏观屈服强度越小;相对于<0001>丝织构,α相<>丝织构的存在导致α相中产生较大的塑性变形,β相中内应力增加,合金宏观屈服强度降低。 展开更多
关键词 延性两相合金 变形行为 Ti-3Al-4.5V-5Mo 内应力 显微组织
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TC27钛合金的热变形行为及加工图 被引量:4
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作者 李雪飞 沙爱学 +1 位作者 黄旭 黄利军 《钛工业进展》 CAS 北大核心 2018年第5期29-32,共4页
通过Thermecmaster-Z热模拟试验机,对TC27钛合金在变形温度900~1 150℃和应变速率0. 01~10 s^(-1)范围内进行等温恒应变速率热压缩实验,压缩变形量为50%。结果表明,流变应力随应变的增加迅速增大,达到峰值后随应变的增加而减小,最后... 通过Thermecmaster-Z热模拟试验机,对TC27钛合金在变形温度900~1 150℃和应变速率0. 01~10 s^(-1)范围内进行等温恒应变速率热压缩实验,压缩变形量为50%。结果表明,流变应力随应变的增加迅速增大,达到峰值后随应变的增加而减小,最后趋于相对稳定。流变应力随着温度的增加而减小,随着应变速率的增加而增大。TC27钛合金加工图有2个耗散效率峰值区,一个是900℃/0. 01 s^(-1),此区域变形时出现动态回复;另一个峰值区为1 050℃/0. 01 s^(-1),此区域变形时出现再结晶。 展开更多
关键词 TC27钛合金 热压缩 加工图 再结晶
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Ti_(2)AlNb合金孔挤压加工残余应力仿真与疲劳实验 被引量:2
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作者 王彦菊 王欣 +1 位作者 沙爱学 李兴无 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期66-74,共9页
为研究孔挤压强化工艺对Ti_(2)AlNb合金疲劳性能的影响,建立孔强化工艺残余应力仿真分析模型,讨论了孔挤压工艺后表层残余应力分布规律和强化机理;开展孔挤压与未挤压试样的高温低周疲劳性能测试,并对比两种试样的疲劳断口显微组织特征... 为研究孔挤压强化工艺对Ti_(2)AlNb合金疲劳性能的影响,建立孔强化工艺残余应力仿真分析模型,讨论了孔挤压工艺后表层残余应力分布规律和强化机理;开展孔挤压与未挤压试样的高温低周疲劳性能测试,并对比两种试样的疲劳断口显微组织特征。结果表明:孔挤压工艺能够在小孔周围产生较强的残余压应力层,该残余压应力层有效延迟和抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,显著提升了Ti_(2)AlNb试件的高温低周疲劳性能。 展开更多
关键词 Ti_(2)AlNb 孔挤压强化 疲劳性能 有限元分析 残余应力
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显微组织类型对TC4钛合金丝材性能的影响 被引量:2
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作者 王清瑞 沙爱学 +1 位作者 黄利军 黄旭 《钛工业进展》 CAS 2022年第4期12-15,共4页
α+β两相区轧制的TC4钛合金丝材经不同工艺热处理后,获得等轴组织、双态组织和片层组织,研究了微观组织特征及其对合金拉伸性能和疲劳性能的影响。结果表明:等轴组织α晶粒最为细小且具有较高的位错密度,表现出最高强度;双态组织α相... α+β两相区轧制的TC4钛合金丝材经不同工艺热处理后,获得等轴组织、双态组织和片层组织,研究了微观组织特征及其对合金拉伸性能和疲劳性能的影响。结果表明:等轴组织α晶粒最为细小且具有较高的位错密度,表现出最高强度;双态组织α相较等轴组织显著长大,位错密度明显降低,具有最好的工艺塑性;片层组织原始β晶粒粗大,塑性最低。3种组织中片层组织疲劳性能最好,当裂纹长度<250μm时,不同显微组织对应的裂纹扩展速率差异较大,片层组织的扩展速率最低,等轴组织最高;当裂纹长度>250μm时,3种组织的裂纹扩展速率无显著差异。综合考虑TC4钛合金丝材的力学性能和工艺塑性,应选择双态组织作为产品的最终组织状态。 展开更多
关键词 TC4钛合金丝材 微观组织 拉伸性能 疲劳性能
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Microstructure Evolution and Deformation Behavior of Metastable β-Titanium Alloy Ti55511 in Die Forging
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作者 Gu Bin Xiong Zhihao +3 位作者 Yang Ping Gu Xinfu Yan Mengqi sha aixue 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2420-2429,共10页
The effect of die forging on the microstructure evolution and deformation behavior of metastable β-titanium alloy Ti55511 was investigated by electron backscatter diffraction.Before die forging,the alloy Ti55511 was ... The effect of die forging on the microstructure evolution and deformation behavior of metastable β-titanium alloy Ti55511 was investigated by electron backscatter diffraction.Before die forging,the alloy Ti55511 was subjected to multi-pass forging to optimize the microstructural heterogeneity(texture)which can cause mechanical behavior anisotropy of titanium alloys.Results show that after die forging,Ti55511 components exhibit different microstructures and textures in different local areas.No<100>fiber texture is found in all areas with different degrees of deformation.Dynamic recrystallization occurs in the area where large strain occurs during the early stage of die forging.Basket-weave microstructure forms in most local areas. 展开更多
关键词 metastableβ-titanium alloy microstructure TEXTURE die forging EBSD
原文传递
厚度和晶粒尺寸对高温合金带材起皱性能的影响 被引量:1
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作者 王彦菊 门明良 +3 位作者 万敏 贾崇林 沙爱学 孟宝 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1363-1370,共8页
起皱失稳是金属薄板塑性成形过程中影响零件成形质量和尺寸精度的主要缺陷之一,而薄板厚度和微观组织对起皱行为的影响规律尚不明确。以不同厚度(0.2~0.25 mm)与晶粒尺寸(7.12~88.39μm)的GH4169合金带材为研究对象,开展方板对角拉伸试... 起皱失稳是金属薄板塑性成形过程中影响零件成形质量和尺寸精度的主要缺陷之一,而薄板厚度和微观组织对起皱行为的影响规律尚不明确。以不同厚度(0.2~0.25 mm)与晶粒尺寸(7.12~88.39μm)的GH4169合金带材为研究对象,开展方板对角拉伸试验,通过对比试验和模拟的载荷位移曲线验证了数值模拟的有效性。基于能量法和数值模拟相结合的方法建立了GH4169带材的起皱极限曲线。结果表明,随着带材厚度方向上晶粒数的减少,GH4169带材起皱极限曲线斜率绝对值下降,更易发生起皱现象。高温合金带材起皱的尺度依赖性是由于厚度方向晶粒数减少,不同晶粒间各向异性增强,材料变形协调能力变弱,抗皱能力变差。 展开更多
关键词 高温合金带材 起皱失稳 尺度效应 方板对角拉伸 能量法
原文传递
高温合金超薄带材屈服轨迹的晶粒尺度依赖性研究
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作者 王彦菊 杨宇 +3 位作者 万敏 贾崇林 沙爱学 孟宝 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2591-2598,共8页
为了研究高温合金超薄带材屈服轨迹的晶粒尺度依赖性,通过单向拉伸试验和不同加载比例的双向拉伸试验获得了不同厚度和晶粒尺寸的高温合金超薄带材的实验屈服轨迹。结果表明,随着高温合金带材晶粒尺寸的增大,屈服轨迹整体向内收缩,且形... 为了研究高温合金超薄带材屈服轨迹的晶粒尺度依赖性,通过单向拉伸试验和不同加载比例的双向拉伸试验获得了不同厚度和晶粒尺寸的高温合金超薄带材的实验屈服轨迹。结果表明,随着高温合金带材晶粒尺寸的增大,屈服轨迹整体向内收缩,且形状由椭圆形向方形转变,证明了高温合金带材屈服轨迹存在晶粒尺度依赖性。同时,评估了4种典型宏观屈服准则Mises、Hill48、Barlat89和Yld2000-2d预测不同厚度与晶粒尺寸高温合金带材屈服轨迹的能力,发现Yld2000-2d屈服准则预测精度最高,可以较为精确地描述不同厚度与晶粒尺寸高温合金超薄带材的屈服行为。 展开更多
关键词 高温合金超薄带材 双向拉伸试验 屈服轨迹 晶粒尺度效应
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