8.8级非调紧固件用10B21盘条研究与开发

采用转炉→精炼炉→真空脱气→方坯连铸→加热→粗轧→中轧→精轧→减定径→吐丝→XDWP(Xingcheng Direct Water Patenting)冷却→斯太尔摩风冷冷却的方式试验生产基于10B21钢的8.8级非调紧固件用热轧盘条。通过控制减定径温度为813℃,吐丝温度为828℃,斯太尔摩辊道速率设置为0.75 m/s,在连续经过XDWP冷却和斯太尔摩风冷后获得的热轧盘条抗拉强度达到680 MPa,断后伸长率为23.6%,断面收缩率为75%,力学性能完全满足GB/T 29087―2012的要求。且经过1/4冷顶锻和25%的大减面率拉拔试验,其结果满足紧固件用户使用要求。

14.9级高强度汽车紧固件用钢42CrMoVNb调质工艺研究

通过化学成分分析、金相组织观察以及硬度和力学性能测试,对14.9级高强度汽车紧固件用钢42CrMoVNb的不同调质工艺结果进行分析。研究表明,42CrMoVNb钢在580~600℃回火时,硬度和强度无明显下降,由于在580℃左右回火会产生二次硬化现象;而回火温度高于600℃时强度会迅速下降。42CrMoVNb钢采用奥氏体化温度较高的Q9工艺比采用奥氏体化温度低的Q3工艺得到的晶粒度要粗,且奥氏体化温度越高,其强度和硬度也越高。42CrMoVNb钢的最佳调质工艺为940℃×40 min,油冷+590℃×60 min,空冷和940℃×45 min,油冷+595℃×90 min,空冷。

《汽车紧固件用冷镦钢盘条》标准浅析

介绍了正在报批的《汽车紧固件用冷镦钢盘条》行业标准研制的背景、必要性、标准的主要内容和遗留的问题等。标准主要包含非热处理型、表面硬化型、调质型(包括含硼钢)、非调质型四类汽车紧固件用冷镦钢盘条,公称直径为5~42 mm。该标准是我国盘条领域的一项专用标准,标准的研制使冷镦钢领域的标准体系更加完善,有利于推进汽车紧固件用钢国产化发展。同时指出GB/T 6478-2015《冷镦和冷挤压用钢》须改进的地方,供该标准修订时参考。

紧固件用GH4169合金均匀化及冷拔棒材应变疲劳行为

GH4169合金具有优良的强韧性、疲劳抗力和耐腐蚀性能,制备的GH4169紧固件已经广泛应用于航空发动机与飞机重要连接部位。GH4169铸锭内部会显著产生Nb元素偏析,将严重影响合金组织均匀性和综合力学性能,需要利用均匀化处理来消除元素偏析。GH4169棒材可以通过冷拔产生大量位错缠结、层错以及机械孪晶,显著提高力学性能,实现加工硬化效果,进而用来制备航空发动机和飞机用紧固件。疲劳断裂是紧固件使用过程中最严重的失效形式之一,抵抗应变疲劳的能力是评估GH4169冷拔棒材性能水平的重要标准。本文利用电子探针分析GH4169冷拔棒材用铸锭在均匀化处理前、后的偏析行为特点,制定合理的均匀化制度。另外,本文通过室温应变疲劳实验,研究在循环载荷作用下GH4169冷拔棒材应变疲劳行为,利用扫描电镜(SEM)观察GH4169冷拔棒材疲劳断口形貌,利用透射电镜(TEM)观察分析合金内部位错、层错、机械孪晶演化,研究GH4169冷拔棒材应变疲劳行为中显微组织演化规律,为紧固件用GH4169冷拔棒材制备工艺优化和失效分析提供数据支撑及科学指导。

4种紧固件用涂层性能对比分析

目的 将4种不同涂料涂覆在相同紧固件上,在相同测试条件下研究它们的表面形貌、耐腐蚀、抗疲劳等性能,最后从中筛选出可替代传统HW-A的潜在涂料,进一步丰富现役钛合金紧固件表面涂层材料品种。方法 利用3D共聚焦、电化学阻抗谱、中性盐雾、加速环境谱等方法评价紧固件表面涂层性能,研究每种涂层的截面形貌、表面形貌、粗糙度、抗腐蚀、加速疲劳寿命等,然后综合分析其关键性能。结果 采用3D共聚焦、电化学阻抗谱、中性盐雾、加速谱等方法初步摸清了4种涂料的性能特点,PTFE涂料的表面粗糙度较CZ和GO降低约50%,PTFE电化学阻抗谱半径较其他3种涂层大大提高。加速谱更清晰表明,PTFE涂料比现役HW-A铝涂料的疲劳寿命提高22.8%,PTFE涂料能满足当下性能需要。结论 PTFE涂料较市场上筛选出的石墨烯涂料、含铬酸盐聚氨酯涂料的施工性能更好、关键性能更优、更适合紧固件使用,在未来产品应用中有较大的潜力。

紧固件用Ti-45Nb合金丝材的性能评价

研究不同规格的Ti-45Nb合金丝材的显微组织和力学性能。结果表明:随着Ti-45Nb合金丝材尺寸的增大,其抗拉强度不断降低,但屈服强度和剪切强度不断增加,而显微组织以及拉伸塑性的变化幅度不是很明显;经热暴露后的Ti-45Nb合金丝材,拉伸强度明显增加,但拉伸塑性的下降也比较明显;不同规格的Ti-45Nb合金丝材经过冷顶锻测试后的样品表面均没有宏观裂纹萌生,表明材料具有良好的冷成形性能。

钛合金紧固件用铝涂层抗电偶腐蚀行为研究

目的研究铝涂层对钛合金紧固件连接铝构件时抗电偶腐蚀的作用。方法采用电偶腐蚀电流、开路电位、极化曲线、电化学交流阻抗等电化学测试技术,分析评价了钛合金紧固件表面用铝涂层的抗电偶腐蚀性能。结果无涂层TC4钛合金和2024铝合金组成的电偶对存在严重的电偶腐蚀;TC4钛合金表面制备铝涂层后,自腐蚀电位从-267 V升高到213 V,表面电阻从771.6Ω升高到2.59×10~8Ω,与2024铝合金组成电偶对的电偶电流密度从80.51μA/cm^2下降到0.45μA/cm^2,其电偶腐蚀等级为B。结论铝涂层可以有效地防止电偶腐蚀。

钛合金紧固件用铝涂料的性能与应用

采用酚醛树脂、片状铝粉、铬黄、聚四氟乙烯等原料制备了一种专门针对钛合金紧固件用铝涂料,对涂膜厚度、耐腐蚀性能、干涉压入性能等进行了测试。结果表明:涂膜表面平整、光洁、呈金黄色,厚度均一,9～10μm,乙酸盐雾14 d或周期浸泡1 000 h后无明显腐蚀,干涉压入试验中涂层对紧固件保护性良好,未发生剥落及掉漆现象。采用空气喷涂,施工工艺简便易行,能够满足新一代飞机对钛合金紧固件不断发展的要求,已在国内某型飞机钛合金紧固件上应用,使用情况良好。

航空航天紧固件用钛合金材料综述

介绍了紧固件用钛合金材料的应用现状、牌号、特点及性能,并指出其未来的发展趋势。对发展钛合金紧固件以及相应的新型钛合金材料研制具有重要的借鉴意义。

航空紧固件用钛合金材料发展现状

钛合金紧固件因其密度小、高比强、耐腐蚀等性能广泛应用于航空航天领域。着重对航空紧固件用钛合金材料的发展现状进行综述。结合紧固件用钛合金的发展,介绍了国内外紧固件用钛合金的应用现状,并对比分析了紧固件用钛合金材料的性能特点。同时,结合先进飞机对高性能紧固件的需求,介绍了几种紧固件用高强韧钛合金材料及其紧固件加工工艺。

宇航飞行器紧固件用钛合金的发展

钛合金是生产宇航飞行器紧固件的主要材料。介绍了宇航飞行器紧固件的分类、紧固件用钛合金的分类及性能特点,简述了国内外宇航飞行器紧固件用钛合金的发展,并对宇航飞行器紧固件用钛合金的研究和发展趋势作了预测。

冷镦紧固件用Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金的微观组织及性能

通过透射电镜、扫描电镜和光学显微镜等手段，研究丝材制备过程中BT16钛合金的组织结构演变。结果表明：BTl6合金退火态丝材具有良好的力学性能，断面收缩率ψ为62％-65％，冷镦变形量达到80％；退火后的合金组织由初生等轴α相、少量短条状α相及晶间β相组成的；固溶时效后合金组织由不规则的等轴状初生α相和析出针状α相的β相组成，其中淬火时效合金中的针状α’相更细小。

紧固件用Ti-45Nb合金热处理工艺研究

研究了真空退火热处理工艺对Ti-45Nb合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-45Nb合金的β晶粒随退火温度的提高而长大;随着退火温度的提高,Ti-45Nb合金的拉伸性能以及剪切强度的变化不明显;当退火温度为810℃时,合金获得了较理想的显微组织以及拉伸强度与剪切强度的良好匹配。

时效温度对紧固件用非调质钢冷拉拔线材冲击韧性的影响

利用扫描电镜、透射电镜、冲击试验机等研究了时效温度对变形减面率为28%的紧固件用非调质钢MFT8冷拉拔线材冲击韧性的影响。结果表明:随时效温度的升高,线材冲击韧性先增大后降低;在最佳时效温度300℃保温2 h后,试样具有较好的冲击韧性,比时效前提高了约8.7%。这主要是因为时效处理后位错密度降低和尺寸较小的亚结构形成所致。

海洋工程紧固件用0Cr20Mn18N0.8高氮奥氏体不锈钢的性能

新开发了一种0Cr20Mn18N0.8高氮奥氏体不锈钢,研究了其静拉伸、缺口拉伸、偏斜拉伸、冲击、疲劳以及耐腐蚀等性能,并与316L不锈钢的进行了对比,分析了该钢用于海洋工程紧固件的可行性。结果表明:试验钢的静拉伸屈服强度和抗拉强度分别为640,970 MPa,伸长率为52.2%,断面收缩率为67.5%,20℃和-40℃下的冲击吸收功平均值分别为311,280J,疲劳极限为330MPa,耐腐蚀性能优于316L不锈钢的;试验钢对缺口不敏感,可以随较大偏斜力;该高氮奥氏体不锈钢的性能完全满足海洋工程紧固件的要求,并优于通用的海洋工程紧固件用钢的。

紧固件用Ti6Al4V合金的显微组织和力学性能

用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和力学性能试验机研究了固溶温度以及丝材尺寸规格对Ti6Al4V合金丝材显微组织、相结构和力学性能的影响,结果表明:不同固溶温度处理后水淬,Ti6Al4V合金丝材由初生α相和转变β组织组成,对于不同固溶温度,转变β组织组成物不同,在低温下,为亚稳β相,随着温度升高,逐渐变为亚稳β+α″马氏体相、亚稳β+α'相;不同固溶温度处理后的试样经540℃×6 h(AC)时效处理后亚稳相发生分解,合金全部由稳定的α+β相组成,合金强度显著提高;尺寸规格对Ti6Al4V合金丝材力学性能影响较大,受淬透性影响,尺寸越大强度越低。

热处理对紧固件用TB8钛合金棒材力学性能的影响

文章介绍了紧固件用TB8棒材的生产流程,研究了热处理制度对TB8棒材力学性能的影响。结果表明棒材在750℃~830℃保温0.5h^2h,抗拉强度为800MPa^1000MPa,剪切强度大于570MPa;随后因时效温度的变化,分别可得到1100MPa、1200MPa、1300MPa不同强度级别的棒材。

紧固件用TC16钛合金强化热处理工艺研究

利用光学显微镜、扫描电镜以及拉伸实验机,研究不同热处理工艺下TC16钛合金的显微组织及力学性能。结果表明：退火后的组织为等轴α＋β,晶粒大小约为1μm;固溶处理的组织为初生α＋α＂＋亚稳β,随着固溶温度的升高,初生α相减少,抗拉强度不随固溶温度的变化而变化,屈服强度较退火态下降较大,屈强比仅为0.4~0.47;时效处理后的组织为初生α＋α＋β,α、β呈片状相间分布于原始β晶粒内,时效处理后的抗拉强度最高可达1226MPa,强塑积最高达21834MPa·%;退火态与固溶态的拉伸断口为韧性断口,而时效处理后的拉伸断口为准解理断口。

非调质高强度紧固件用双相钢盘条的试用

介绍非调质高强度紧固件用热轧双相钢盘条的试制工艺、组织和性能。对07Mn2SiV双相钢盘条拉拔后强度的变化规律进行研究,结果显示,该盘条初始变形的加工硬化率很高,经第1道次(ε=0.34)变形后,强度由剥壳后的680MPa提高到880MPa。用该双相钢盘条可生产8.8级M10,M14六角头螺栓和M8双头螺柱。