超高强度不锈钢10Cr13Co13Mo5Ni3W1VE微观组织对局部腐蚀行为的影响

采用未时效、200、400℃以及500℃时效状态下10Cr13Co13Mo5Ni3W1VE(S280)马氏体超高强度不锈钢为研究对象,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、背散射电子衍射(EBSD)等测试方法,结合电化学测试手段与X射线光电子能谱仪(XPS)测试,分析S280的微观组织结构特征演变与钝化膜结构成分与耐蚀性能,研究钝化膜稳定性特征与材料微观组织结构的关系。结果表明:500℃时效温度下的S280钢有细小弥散的富含Cr,Mo元素的析出相,分布在马氏体板条中。随着时效温度升高,无明显的残余奥氏体及逆转变奥氏体析出。在成膜电位(0.1~0.85 V)下,S280钝化膜在pH=8.5的硼酸盐缓冲液中呈p型半导体性质,表现为双层膜结构,外部由疏松多孔的Fe/Cr氢氧化物组成,内层由致密的Cr/Fe氧化物构成,其成分主要是Cr_(2)O_(3)。通过电化学阻抗测试结合Mott-Schottky分析,探明S280在200℃时效下耐蚀性最好,其耐蚀性能由晶界取向特性与沉淀相导致的元素偏析共同影响。

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母的开裂原因

某0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母在服役过程中出现开裂。对开裂螺母进行了宏观和微观断口形貌观察、表面能谱分析、显微组织及力学性能分析与测试等。结果表明:该螺母开裂原因为应力腐蚀开裂(SCC)。裂纹起源于法兰面与螺母体交接处,螺母体与法兰面呈直角此处易积液,螺母表面处理方式为钝化和涂MoS_(2),其耐蚀能较差。在腐蚀性潮湿大气环境中,干湿交替作用下螺母产生局部腐蚀点,在腐蚀点处萌生裂纹,裂纹在螺母圆周切向拉应力作用下扩展直至螺母开裂。

面向极端载荷环境用高熵合金的研究进展

高熵合金作为一种合金设计新范式,近20年来受到研究人员的广泛关注。基于高熵准则的复杂合金颠覆了传统设计观念,展示出更加优异的力学性能与功能特性,成为未来重大工程应用的备选材料。尤其是近年来涌现出一批在低温断裂韧度、高温强度、抗冲击性、抗辐照性和抗疲劳性能等多种性能指标上表现突出的合金体系,是航空发动机、深空深海探测、低温超导和先进核能等重要领域中极具应用前景的重点研究材料。本文将简要介绍高熵合金的概念与发展,综述高熵合金在极低温至超高温、高速冲击以及高核能辐照等多种极端条件下的实验研究进展。梳理高熵合金的强韧性协同提升策略,提炼高熵合金在不同极端载荷下的变形机制和物理化学性质。可以预见,通过精细调整合金元素的选择与比例、优化热处理工艺等手段高效构筑多尺度序构进一步提升材料的综合力学性能将是高熵合金的主要发展方向。对于极端载荷环境用高熵合金的深入研究,一方面要继续深挖极端载荷下合金的微观变形机制,提出解决强度与塑韧性矛盾的新策略,利用机器学习等最新材料计算工具提升研发效率,结合先进表征技术了解微观结构。另一方面也要针对现有优势体系的不同强韧化机制设计优化策略,尤其关注能够激发位错、孪晶和相变等多种强韧化机制协同的体系和增材制造等新的加工方法。此外,进行更贴近极端服役环境的模拟实验,获取更多贴合实际情况的工程数据是加快高熵合金在极端环境中具体应用的重要环节。

自润滑关节轴承在不同应力下的摩擦磨损特性

为了研究应力对自润滑关节轴承摩擦磨损性能的影响,依据SAE AS 81820对EN2584R12轴承在常温下分别进行了50%、100%和150%标准应力条件下的全寿命摆动磨损测试,并对粘贴衬垫的平板样件进行静应力承载测试。采用三维白光干涉形貌仪与金相显微镜(OM)观察静应力承载后衬垫的变形情况,采用体视显微镜(SM)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察不同应力下轴承全寿命摆动磨损后内外圈磨损形貌与磨屑形貌。结果表明:全寿命周期内,三种应力下的自润滑衬垫均已磨穿,磨损规律和摩擦因数差异不大,应力越大,轴承表面温度越高,磨屑颜色越深、尺寸越大,失稳期来得更早,破坏更为剧烈;应力对轴承的寿命有显著影响,低应力和中应力条件下的摆动磨损寿命分别是高应力条件的17.95倍和7.86倍;三种应力下的磨损机理均为磨粒磨损与黏着磨损的混合磨损,直接受力区的黏着磨损随载荷的增大而加剧,非直接受力区的磨粒磨损随载荷的增大而减弱。

有限元分析在含锰金属蒙皮铆接结构疲劳断裂性能中的研究

随着计算机网络技术的迅速发展,有限元分析技术被广泛应用于铆接技术当中,在机械连接结构设计中起到了重要作用。为提高有限元分析法在求解含锰金属蒙皮铆接结构中断裂参数的精度,在有限元分析法中引入插值函数,推导出有限元分析模型,并对模型进行仿真验证。结果显示,受应力作用在x方向和y方向上分别产生0.02 mm和0.006 mm的位移,应力主要集中在铆钉与蒙皮的连接处,孔周会产生先下陷再上翘的内翘情况。上下壁板可承受最大应力SVM1和SVM2分别增加了63 MPa和61 MPa,在受到外加荷载的情况下裂纹会先出现在下壁板与铆钉结构的连接处。综合应力随着裂纹长度的增大而减小,起始应力值271 MPa为铆钉材料拉伸强度的83.4%,铆接结构疲劳断裂的扩展应力较小、铆钉材料综合起始应力较大。以上结果显示,基于有限元分析在含锰金属蒙皮铆接结构疲劳断裂性能中的研究,对铆接结构断裂研究领域具有一定的参考意义。

轴承用8Cr4Mo4V钢稳定热处理期间相转变分析

为了研究稳定热处理期间8Cr4Mo4V钢的组织转变及尺寸变化规律,采用热膨胀仪和差热分析仪测定经淬火和回火处理后的8Cr4Mo4V钢升温期间相变引起的尺寸及热流变化特征,分析了稳定热处理期间钢的相变特征,并采用扫描电镜观察了稳定处理后的微观组织。结果表明:在8Cr4Mo4V钢淬火后的回火升温期间,马氏体回火相变温度为132~243℃,残余奥氏体转变温度为215~303℃,马氏体分解为铁素体+碳化物的温度为278~420℃。随着稳定处理次数的增加,8Cr4Mo4V钢中的马氏体发生回火转变的温度及马氏体分解为铁素体+碳化物的温度逐渐升高,钢中亚稳相的稳定性增加。当进行3次稳定处理后,未检测到钢中发生马氏体回火相变,而马氏体分解为铁素体+碳化物的相变仍然存在。微观组织观察表明,随着稳定次数的增加,钢中析出的碳化物数量增多。

丝网编织金属橡胶的静态力学性能研究

针对沉孔型金属橡胶制品展开研究,采取了控制变量和对比分析的2种研究方法,对金属橡胶制品的静态压缩和剪切性能进行了系统全面的实验研究。通过实验结果给出了在不同结构参数下金属橡胶制品静态性能的变化关系,同时得到了金属橡胶制品在压缩过程中的线性-软特性-硬特性的变化过程。针对不同状态下的减振耗能情况对金属橡胶减振的机理进行深入的剖析,进而得知相对密度与变形幅值是影响金属橡胶减振器减振能力的2个重要参数。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢制螺钉断裂原因分析

某故障螺钉所用材料为0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢。通过断口宏微观观察、金相检验、硬度检测和能谱分析等实验,确定螺钉的断裂性质及断裂原因。结果表明:螺钉的失效性质为疲劳断裂;故障螺钉与疲劳实验螺钉疲劳源区附近均为准解理与沿晶特征,故障螺钉的沿晶特征较明显,应与该材料特性有关,尤其是螺纹根部在预紧力、拉应力、弯曲应力等复杂的综合应力状态下,螺钉产生沿晶特征。

金属丝网橡胶隔振器振动性能试验研究

通过对金属丝网橡胶隔振器进行正弦扫频试验和随机振动试验,采用控制变量法对金属丝网橡胶成型的纹路斜度、相对密度和丝径对金属丝网橡胶隔振系统传递率、固有频率和均方根加速度响应的影响进行了研究,得到了不同试验量级下的相关变化规律曲线,并分析研究了试验量级对金属丝网橡胶隔振器固有频率和均方根加速度响应的影响。

预紧量与振动量级对金属橡胶减振器振动特性影响研究

通过随机激励下金属橡胶减振器减振机理深入研究,在线性随机振动理论基础上结合金属橡胶非线性力学特性,推导金属橡胶减振系统均方根加速度响应近似求解公式。对金属橡胶减振器进行正弦扫频及随机振动试验,研究预紧量与振动量级对金属橡胶减振器振动特性影响,并将理论计算与试验结果比较研究,分析误差产生原因、确定公式适用范围。

高温高强度Fe-Co软磁合金研制

随着飞机性能提高,航空发电机作为飞机电力核心设备,其转速不断提高,要求制作转子零件的高饱和磁感应强度Fe-Co合金具有更高的强度和韧性,并保持足够的磁性能和抗高温性能。介绍了高温、高强度Fe-Co合金的研制进展情况,着重研究并比较了新型FeCo、改进型1J22和低矫顽力型FeCo 3种合金的磁性能和力学性能随热处理温度变化的关系。其中,760℃热处理的新Fe-Co合金的抗拉强度σb=1 190 MPa,屈服强度σ0.2=610 MPa,延伸率δ5=15.0%,饱和磁感应强度Bs=2.231T,矫顽力Hc=134.2A/m,在磁性能和1J22相比基本不劣化的条件下,力学性能提高将近一倍,使用温度可以达到500℃,已经达到了新型先进飞机主发电机转子的设计技术指标要求。对于新合金的强化机理最后做了探索性的分析和讨论。

金属丝网橡胶隔振系统冲击响应

为研究冲击载荷下金属丝网橡胶隔振系统耗能缓冲机理,在线性系统冲击响应理论基础上,结合金属丝网橡胶非线性力学特性,推导了金属丝网橡胶隔振系统冲击加速度响应最大值的近似计算公式。对金属丝网橡胶隔振器进行冲击试验,研究了冲击载荷、相对密度及负载质量对金属丝网橡胶隔振系统抗冲击力学性能的影响,并将理论计算结果与试验结果进行比较研究,分析了误差产生的原因并确定了公式的适用范围。

弹簧-金属丝网橡胶组合减振器迟滞力学模型及实验研究

金属丝网橡胶材料是一种完全由金属丝编织成的多孔复合材料,与传统螺旋卷制金属橡胶材料相比,其改进了成型工艺,剔除了制备过程中大量的手工工艺干扰,提高机械化程度,重合度更高,拥有更稳定的力学性能.由于金属丝网橡胶材料具有承载能力高、阻尼大、耐高温、耐低温、耐老化、抗油抗腐蚀等优良特性,在很多方面强于传统橡胶,多用于航空航天、船舶、军事武器等军工工业.弹簧-金属丝网橡胶组合减振器具有可设计刚度和较高承载能力,但因其具有复杂的非线性迟滞特性,目前相关材料的本构模型还难以准确描述其力学特性.本文在弹簧-金属丝网橡胶组合减振器静态迟滞力学性能实验的基础上,结合其干摩擦阻尼迟滞特性,提出了一种迟滞力学性能理论模型.根据减振器迟滞实验恢复力-位移曲线特点,利用参数分离的方法将迟滞曲线分解为弹性恢复力和干摩擦阻尼力,分别建模求解等效刚度和干摩擦阻尼系数,以此建立了组合减振器理论模型,并与实验结果进行对比及进行误差分析,验证了理论模型的准确性.

吸波材料优化匹配的理论分析

为了研究电磁参数和涂层的厚度对单/双层吸波材料的吸收性能的影响,以期制备出具有良好的电磁匹配特征的吸波材料,利用通过单/双层吸波涂层内电磁波传播的理论机制,计算机模拟技术,分析了涂层厚度、电磁参数及频率变化对材料的电磁波吸收性能影响的规律.同时提出了双层吸波材料设计中厚度匹配和阻抗匹配等基本原则.结果显示,随着厚度的增加,吸波材料对电磁波的吸收峰向低频移动,并且相继出现多个吸收峰.当电磁匹配常数M=0.25时,涂层材料展现了很好的吸波性能.对于双层吸波材料,阻抗渐变原则和厚度匹配规律直接影响到其吸收性能.

金属丝网橡胶减振器冲击响应有限元仿真研究

为了研究金属丝网橡胶材料冲击特性,本文在金属丝网橡胶减振器冲击试验的基础上,结合金属丝网橡胶的非线性干摩擦迟滞力学特性,提出一种金属丝网橡胶减振器冲击有限元仿真方法。采用COMBI165弹簧阻尼单元模拟金属丝网橡胶材料,赋予弹簧单元非线性本构曲线模拟金属丝网橡胶材料的非线性刚度,利用ANSYS LSDYNA对其进行冲击响应仿真研究,并对仿真误差产生的原因和冲击仿真方法的适用性进行讨论分析。将仿真结果与试验结果进行对比发现,利用所提出的有限元仿真方法计算得到的结果与试验结果吻合较好,可以较好的模拟金属丝网橡胶减振器的冲击力学行为,为金属丝网橡胶减振器抗冲击设计及工程应用提供参考。

铝合金新材料在载人密封舱主结构中的应用研究进展

文章简述了铝合金新材料在载人密封舱主结构中的应用研究进展,总结了传统航天用铝镁系铝合金的特点,在相关实验研究的基础上,通过对比分析指出,新型5B70铝镁钪合金具有优良的综合性能,将是我国未来载人密封舱主结构升级换代的最佳备选材料。结合当今载人航天器的发展需要,剖析了传统铝合金材料在未来载人航天器升级换代这过程中亟待解决的难题和将要面临的挑战。

直八型多用直升机旋翼刹车材料的研制

阐述了直八型直升机旋翼刹车材料的研究工艺;探讨了非金属基、铜基和铁基在相同条件下的摩擦性能;研究了润滑组元MoS_2、BN以及摩擦组元Sic对铁基摩擦材料性能的影响,并分析了其影响机理;指出非金属成分含量可以控制摩擦材料制动过程中摩擦力矩的峰比值,提高力矩的稳定性;同时也指出细片状珠光体组织的铁基材料耐磨性最好,并研制成功国内首次应用于直升机旋翼刹车装置的9—9铁基摩擦材料。

304不锈钢两相流冲蚀腐蚀的实验研究

通过液固两相流冲蚀腐蚀实验,辅以电化学测量方法,研究了不同冲角(45°,60°,90°)、冲蚀时间、流体性质(有无氯离子)等因素对304不锈钢冲蚀腐蚀的影响。实验结果表明,模拟海水(NaCl的质量分数为3. 5%)中的氯离子极大促进了颗粒对材料的冲蚀效果,45°冲角下氯离子对冲蚀腐蚀的促进作用最为显著,其次是90°和60°冲角。金相显微照片显示了冲蚀时间对样品表面形貌的影响。在3个不同冲角冲蚀腐蚀下,电化学测试表明,材料钝化膜随冲蚀腐蚀时间增加而变得不完整是不锈钢材料抗腐蚀性能下降的主要原因。

起落架用超高强度钢冲击值的意义——兼论贝氏体组织的低缺口敏感性

通过对飞机起落架用40CrMnSiMoVA超高强度钢的电子示波冲击试验研究和分析,证实采用300℃等温淬火工艺获得以贝氏体为主的组织是提高40CrMnSiMoV钢冲击值的有效手段。

1Cr11Ni2W2MoV钢叶片的热加工工艺与力学性能

探讨了航空１Ｃｒ１１Ｎｉ２Ｗ２ＭｏＶ 钢叶片热加工工艺与力学性能的关系。工艺试验结果表明， 该钢的力学性能主要与锻造变形程度、尺寸效应、回火脆性和δ－Ｆ组织等因素有关。