铜-钢电子束焊接材料的疲劳特性

异种金属焊接构件的疲劳性能对于航天器的服役可靠性具有重要影响。探索了Cr0.8铜合金和1Cr21Ni5Ti不锈钢异种金属焊接接头的疲劳寿命和疲劳断裂机制,采用合理的电子束焊接工艺制备得到铜-钢复合板。利用金相显微镜表征和分析焊缝处的组织与成分,使用电子拉伸试验机和疲劳试验机对焊接接头进行力学性能测试,利用扫描电镜观察不同周次断裂下的疲劳断口。结果显示:两种金属整体冶金结合情况良好,但是钢侧局部熔合区面积较大且由钢基体伸入到焊缝中;铜-钢电子束焊接接头的拉伸试样均断裂于焊缝最小截面处,疲劳试样的平均疲劳极限值为48.04 MPa,且均起裂于焊缝最小截面处;高周疲劳试样在焊缝上表面端点处观察到单一裂纹源,低周疲劳试样观察到较多裂纹源分布于焊缝上下表面及内部,两者的最终断裂区均位于铜合金基体。可见在疲劳断裂过程中,焊接试样在高周和低周断裂下的裂纹源数量存在差异,但是裂纹均易萌生于焊缝最小截面处,且向铜合金基体进行扩展。

镁合金表面改性与防护研究进展

镁合金是最轻的金属结构材料,具有比强度高、比刚度高、导电导热性好、生物相容性好等优点,在汽车、航空航天、电子、生物医学等领域有着广阔的应用前景。然而,镁自身化学活性极高且其表面的原生氧化膜疏松多孔,无法有效保护基底,往往在各加工工序间就会发生表面腐蚀。严重的腐蚀问题已经成为制约镁及其合金应用与发展的主要短板,因此,对镁合金进行表面防护处理是极为重要的。现阶段,镁合金的表面处理方法虽然种类繁多,但防护效果良莠不齐。重点综述了两种常用的镁合金表面改性技术--化学转化膜技术和微弧氧化技术的新进展,并介绍了一种基于活性CO2处理提高镁合金耐蚀性的新技术,以及仿生超疏水表面在提升镁合金耐蚀性上的应用,最后,对镁合金表面改性与防护的未来发展方向进行了展望。

不锈钢管坯热扩孔用剪切环形状研究

采用有限元模拟和实际生产试验相结合的研究方法对60MN热挤压生产线的热扩孔变形工艺进行了研究,重点对热扩孔工艺中的剪切环能否顺利剪断扩孔后的余料进行分析。设计了3种不同形状的剪切环并对热扩孔过程进行了模拟分析,模拟结果认为J3剪切环有利于热扩孔余料的剪断并且承受轴向和径向载荷最小,对改进热扩孔生产工艺具有指导意义。

镍基合金GH625管材用挤压模设计与应用

采用FEM方法,对高温镍基合金GH625管材的平模和锥模两种不同挤压工艺进行模拟,分析了应力和应变分布特点。在挤出管材的壁厚方向上取5个点追踪应力、应变、应变速率和金属流动速率的变化规律,通过应变变化规律分析管材壁厚方向上的分层缺陷,对比平模和锥模两种不同模型设计对挤压载荷的影响。结果表明,锥模有利于降低挤压力和减小挤压过程中壁厚方向上的金属流速差。采用60 MN卧式挤压机进行平模和锥模两种不同挤压模设计的实际挤压生产试验,验证了模拟分析结果的正确性,锥模可以解决GH625管材壁厚方向上的分层。

Nb微合金化对Cr-Ni-Mo渗碳齿轮钢组织和性能的影响

研究Nb元素对Cr-Ni-Mo系合金在不同渗碳热处理工艺下组织和性能的影响。结果表明,不同渗碳工艺下Nb元素对表面硬度及表面残留奥氏体含量、非马组织影响不大。但是,通过Nb元素细化晶粒的试验钢,在较长的渗碳工艺下能使得有效硬化层深加深10%且获得更细的表层马氏体片层组织。

压缩机17-4PH不锈钢叶轮叶片的失效分析

某氮压机叶轮上的叶片发生早期失效破裂,从叶片的化学成分、显微组织、力学性能和断口的宏观、微观形貌等方面分析其失效原因。结果表明,叶片材料为17-4PH不锈钢(对应中国牌号05Cr17Ni4Cu4Nb)。叶片断口上有明显的疲劳特征,表明断裂属于疲劳断裂。叶片材料的化学成分、组织及性能满足标准要求。叶片的振动是造成断裂的主要原因。

恒电位脉冲电沉积高锡青铜耐蚀镀层工艺研究

针对所提出的恒电位脉冲电沉积铜锡技术,研究工艺条件对镀层成分、晶粒尺寸及耐蚀性能的影响规律,摸索恒电位脉冲电沉积高锡青铜的最优工艺。利用SEM观察分析恒电位脉冲与恒电流脉冲电沉积铜锡镀层的形貌及晶粒尺寸,结合EDS分析电沉积方式对镀层成分分布的影响规律,使用电化学工作站表征镀层的耐蚀性。结果表明,使用占空比33%、沉积电位3 V的恒电位脉冲电沉积工艺,降低了镀层溶解几率而维持络合离子迁移、沉积驱动力,因而对不同尺寸零件均可稳定获得高锡青铜镀层。相同初始条件下,恒电流脉冲镀层平均厚度约6μm;而恒电位脉冲具有更大的沉积速率,膜层厚度在10μm以上,且镀层成分比恒电流脉冲镀层更均匀、孔隙率低、晶粒团簇少、耐蚀性能优良,在截面积为78.5 mm^2的试样上镀层阻抗较恒电流脉冲提高了两倍。恒电位脉冲还可获得纳米Cu-Sn镀层,晶粒尺寸小于100 nm。相对恒电流脉冲,恒电位脉冲电沉积提高了铜锡镀层质量及耐蚀性,且有利于复杂零件的成分控制及自动化生产。

Effect of Sn content on the properties of passive film on PbSn alloy in sulfuric acid solution

The effect of Sn content on properties of anodic film formed on PbSn alloys in sulfuric acid solution was investigated using linear sweeping voltage (LSV), cyclic voltammetry (CV), and a.c. voltammetry (ACV), based on the Mott-Schottky analysis. The results revealed that the addition of Sn into lead alloys can promote the corrosion resistance property and could decrease the impedance of anodic film; these results were more remarkable with enhancing the Sn content. The over potential of oxygen evolution on lead alloys enhanced with the increase of Sn content. The Mott-Schottky analysis indicated that the passive film appeared an n-type semiconductor, and the donor density of passive film increased with increasing Sn content. The increased vacancies in the passive film with Sn content increasing could illustrate this trend.