某发动机涡轮泵转子高温超速/疲劳试验研究

涡轮转子是输送液氢/液氧推进剂的关键组件,其运行状态的好坏将直接影响发动机的性能和可靠性。超速/疲劳试验是转子质量控制、极限强度考核的一种试验方法。针对某发动机涡轮转子开展了高温超速/疲劳试验研究,首先研究了试验用转接器的设计方法,然后基于有限元方法建立了某液体火箭发动机涡轮泵转子高温超速试验的有限元模型,研究了温度对涡轮泵转子振型及临界转速等动特性的影响,分析了转子启动升速过程中常温和高温的振动幅值与支撑应力变化规律。在理论研究基础上开展了转子高温超速/疲劳试验研究,分析了高温状态下涡轮泵转子系统启动升速过程振动幅值的变化规律,研究了温度对涡轮泵转子超速动特性的影响规律。

高温合金的高温疲劳裂纹扩展门槛值试验

疲劳裂纹扩展门槛值反映材料抗裂纹扩展的能力,是重要的材料性能指标。室温疲劳试验已经成为标准试验方法,但是该方法能否拓展到高温下,并应用于高温合金,尚无试验数据。根据目前的测试技术,试验温度在600℃以下可以使用目测法进行裂纹扩展试验,而在600℃以上,由于试样表面氧化,目测无法观察,所以使用自动测量方法——直流电位法。但由于裂纹扩展门槛值试验时间很长(上百小时),试验难度非常大。该文介绍了粉末高温合金、变形高温合金以及定向凝固高温合金3种高温合金最高到850℃的疲劳裂纹扩展门槛值试验,使用目测法和直流电位法两种方法进行裂纹长度测量。结果表明:直流电位法可以用于高温疲劳裂纹扩展门槛值试验,但试验数据还存在一定的分散性,尚需进一步研究提高裂纹长度测量精度。

高温超声疲劳试验系统设计及应用

温度对金属材料超高周疲劳性能有着重要影响,但是目前常用的超声疲劳试验系统无法实现高温加载。本文基于现有超声疲劳试验系统设计并配置了一套感应加热设备,可实现高温环境下加速疲劳试验。为了保证加热系统准确可靠,使用非接触式红外温度传感器对试样表面温度进行了实时动态监测,同时通过热电偶对红外温度传感器进行标定。钛合金高温疲劳试验结果证明高温超声疲劳试验系统完全满足需求且结果准确可靠。

交流调功器在高温旋转疲劳试验机中的应用

将以智能温度控制仪表为核心的交流的功器用于高温旋转疲劳试验机中,可提高温度控制的准确性,减少对电网的影响。

中国首台高温接触疲劳试验机落户钢研

滨州创元设备机械制造有限公司1月4日收到竞标胜出通知书，由本公司全权代理的日本东京试验机公司生产的高温接触疲劳试验机在中国钢研科技集团投标项目中中标。

不同炉号、热处理及应变控制方式对锅炉及压力容器用2．25Cr-1Mo钢高温疲劳寿命的影响

对三炉调质的2．25Cr-1Mo钢进行了高温疲劳试验。采用与参照数据对比的手法,研究了不同炉号、热处理和试验条件,例如试验温度,应变速率和应变控制方式对高温疲劳寿命的影响。所获结果如下:1)经调质的2．25Cr-1Mo钢的不同炉号几乎不影响高温疲劳寿命。2)退火的和调质的2．25Cr-1Mo钢之间在疲劳寿命方面几乎无差异。3)10-3-10-2／s之间的应变速率对2．25Cr-1Mo钢的高温疲劳寿命几乎无影响。4)应变控制方式和试验温度影响疲劳寿命。在这种情况下,应变控制方式是轴向和径向的。5)根据这些结果,供核部件用的2．25Cr-1Mo钢的ASME疲劳设计曲线对于每一温度下轴向应变控制试验数据来说并不保守。建议对调质2．25Cr-1Mo钢采用修正过的设计曲线。

高温下岩石SEM实时实验研究

首次利用带扫描电镜的高温疲劳试验机等目前最先进的实验手段,高温下实时观测了温度变化对石灰岩微结构的影响,有效地避免了由于岩石的热膨胀是不可逆的,它会受加温历史的影响,加热时的特性和冷却后的特性差异较大的影响．发现试样在升温过程很少发现热裂纹,但在冷却过程中反而易出现较多的微裂纹,认为是石灰岩在冷却过程中产生的残余应力所致．

考虑温度效应的钛合金钢低周疲劳行为研究

完成了在室温与 350℃高温下国产新材料 T42NG和 T225NG钛合金钢的拉伸与低周疲劳系列试验研究，获得了四个单调 R- O本构模型和四个 M- C寿命估算模型。以这些模型为基础，系统地研究了材料的循环强化与软化规律，研究了温度系数λσ、λΔσ和λ Nf对材料静强度、循环强度和低周疲劳规律的影响效应。根据温度对寿命的影响系数λ Nf与应变幅Δε /2呈线性规律这一重要发现，提出考虑了温度效应、用于高温低周疲劳寿命估算的λ- M- C模型，并提出了一种较现行方法更简便的高温疲劳试验方法。钛合金 T42NG钢的高温强度特性和低周疲劳特性优于 T225NG钢。

高温夹式引伸计的研制及应用

本文介绍了可用于400℃高温的夹式引伸计,它测量精度高,性能稳定,耐长期使用,经400℃低周疲劳裂纹扩展速率试验、应用,证明它是一种高温疲劳、断裂性能试验用理想测量元件。

核电站上充管与截止阀连接焊缝的疲劳分析

核电厂上充管所经历的温度瞬态变化较剧烈,从而导致上充管与截止阀门连接焊缝按RCC-M规范B3600的方法进行疲劳分析时,总的累积疲劳使用系数较大,超出了RCC-M规范的许用限值,不满足RCC-M规范要求。因此,需要对上充管与截止阀门连接焊缝疲劳分析进行优化。对国内某核电厂上充管RCP042与截止阀门连接焊缝进行了高温疲劳试验。依据疲劳试验结果,根据RCCM规范ZII 150,采用试验分析法对上充管RCP042与截止阀门连接焊缝的疲劳强度进行了进一步的分析评定。分析结果表明,该处焊缝疲劳强度满足RCC-M规范要求。

钛合金高温疲劳性能的试验研究

开展了钛合金材料高温疲劳试验研究。试验共设计3种工况,即：200℃,0.5 k N-22.5 k N-0.5 k N力加载循环;300℃,0.5 k N-22.5 k N-0.5 k N力加载循环;200℃,0.5 k N-30 k N-0.5 k N力加载循环,每种工况下分配试样数为5个～7个。引入“肖维奈准则”对试验数据进行了筛选,通过寿命分布模型的检验,得到其有效数据点遵循正态分布模型的结论。根据试验数据分析了母体在三种工况下的中值疲劳寿命以及存活率为99.9%的疲劳安全寿命估计量,为相应工程提供基础数据。

激光焊接ZL114A/5A06异种铝合金接头组织及性能

采用激光焊接ZL114A/5A06异种铝合金,通过参数优化以获得性能优良的焊接接头,利用光学显微镜(OM)、拉力试验机、高温疲劳试验机、SEM和EDS对接头的显微组织、力学性能和拉伸断口进行了研究。结果表明:焊缝中心区的金相组织为等轴晶;接头焊后不经热处理,抗拉强度可达到265 MPa,为母材强度的80%以上,并有很好的抗疲劳性能;断口分析显示断裂位置在ZL114A母材一侧的熔合线附近;在保证焊透的前提下,激光功率越小,晶粒越细小,接头强度越高。对框架蒙皮结构铝合金贮箱产品试验件进行了焊接,试验件达到了产品各项性能指标要求。

超声波与电火花表面复合强化Ti17合金的疲劳性能(英文)

将Ti17合金经过电火花处理(EST)后再进行超声波表面处理以期提高疲劳寿命。通过扫描电子显微镜观察表面形貌及强化层结构,经X射线衍射分析表面残余应力,采用HT-100高温疲劳试验机测试350℃拉-拉疲劳寿命。结果表明,经过超声波表面处理后,试样表面粗糙度及表面残余应力降低,复合强化后试样的疲劳寿命是仅经过EST处理的两倍。经过硬质合金YG8电极EST以及超声波复合处理的试样疲劳寿命最长。

SLM 3D打印St6钴基合金燃油器喷头可行性分析

设计、对比了不同选区激光熔化工艺(Selective Laser Melting,SLM) 3D打印St6钴基合金燃油器喷头的试验方案,热等静压(HIP)后,通过表面质量及微观金相检查,对St6钴基合金燃油器喷头3D打印工艺的可行性进行分析。针对打印中出现的表面球化、层间开裂、内部组织不致密、内部裂纹、析出物聚集等缺陷,论证了C含量过高、熔化成形中化学成分改变及流动性变差是原3D打印St6钴基合金燃油器喷头工艺不适应性的主要原因。优化制造方案,调整了St6钴基合金成分,改进了SLM工艺参数,功率取400 W,行距HS取125μm,经粉末优化、SLM 3D打印燃油器喷头试样及HIP后,得到产品的金相组织、常温力学性能、高温力学性能、高温疲劳测试合格,产品制造质量满足了设计要求。