GH4169高温合金车削表面完整性对疲劳性能的影响

通过车削和旋转弯曲疲劳实验,研究直接时效态GH4169高温合金车削进给量对表面完整性的影响,以及表面完整性对疲劳寿命的影响。结果表明:当进给量f从0.2 mm/r减小到0.02 mm/r时,表面粗糙度R_a从1.497μm减小到0.431μm;表面残余应力从拉应力状态逐渐转变为压应力状态;表面塑性变形层从8μm减小到2μm左右;表面应力集中系数是GH4169疲劳寿命的主要影响因素,随着表面应力集中系数增大,疲劳寿命显著下降;在实验参数范围内,当f=0.13 mm/r时,可获得好的表面完整性,表面应力集中系数K_(st)为1.166,表面显微硬度为405.27HV_(0.025),表面残余应力为82.08 MPa,获得的平均疲劳寿命为6.98×10~4周次;车削表面疲劳断口具有多源疲劳断裂特征,疲劳源起始于试件加工表面的缺陷处。

TC17钛合金叶片振动疲劳寿命研究

叶片属于典型的薄壁曲面构件,其服役环境恶劣,在交变应力作用下经过一定循环周次后发生疲劳断裂,严重影响发动机的可靠性和耐持久性。为了研究叶片振动状态下的疲劳性能,采用不同工艺参数加工叶片,测试其表面粗糙度、残余应力、显微硬度,并进行叶片的振动疲劳试验和疲劳断口分析。结果表明:TC17钛合金叶片的危险位置在叶背,距叶尖48.1 mm,距进气边26.9 mm处;叶片的表面粗糙度为0.373μm,表面应力集中系数为1.014,表面残余应力为-319.38 MPa,表面显微硬度为412.53 HV时,获得最高疲劳寿命8.91×10^(5)周次;残余应力对叶片振动疲劳寿命的影响最显著,其次是表面应力集中系数,最后是显微硬度;铣削加工叶片的疲劳失效模式为表面单源起始,疲劳源区有明显的放射线特征,裂纹扩展区有疲劳条带和二次裂纹,瞬断区有韧窝特征,属于韧性断裂。

表面完整性对18CrNiMo7-6合金钢机械性能的影响

关键构件机械性能的影响因素有很多,如表面形貌、表面应力集中以及表面残余应力状态等。对18CrNiMo7-6合金钢同一工艺下的拉伸试样表面形貌和残余应力进行了测量,得到试样表面应力集中系数。通过拉伸试验,研究了表面形貌、应力集中系数和残余应力对18CrNiMo7-6合金钢拉伸试样机械性能的影响。试验结果表明:随着表面粗糙度、表面应力集中系数的增大,试样的屈服强度和抗拉强度降低;残余拉应力对试样的屈服强度影响不大。通过有限元ANSYS软件仿真分析,得到了拉伸试样的应力-应变曲线,仿真结果表明:残余应力并不影响材料的拉伸应力-应变曲线和机械性能。

压缩机阀片失效分析与滚磨倒角

综合分析了阀片的失效原因、机理,并进行了对阀片边缘实施滚磨倒角来提高其疲劳寿命的实验研究。结果表明,撞击疲劳主要是小直径阀片、而弯曲疲劳是大直径阀片的主要破坏形式;滚磨可以明显改善阀片的边缘状态,具有一定的消除阀片表面应力集中的作用,是有效提高阀片疲劳强度的一种较好的方法。