表面强化对30CrMnSiA钢疲劳性能的影响

对30CrMnSiA钢磨削表面分别进行了振动强化和喷丸强化,然后再进行镀铬处理,研究了不同强化方法对该钢疲劳性能的影响。结果表明:该钢表面经过振动强化和喷丸强化处理后,其疲劳强度分别提高了13.0%和19.6%,达到617 MPa和653 MPa;表面经过振动强化和喷丸强化再经过镀铬处理后的疲劳强度略微增加了2.1%和2.6%,达到630 MPa和670 MPa。

30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境中的腐蚀行为研究

目的为30CrMnSiA高强钢的大气腐蚀防护设计、应用范围扩展和开发新钢种提供有益的借鉴和参考。方法采用腐蚀质量损失、XRD和SEM研究了30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境暴露60个月的大气腐蚀行为。结果 30CrMnSiA高强钢在工业和海洋大气环境中腐蚀质量损失随暴露时间变化的双对数函数分别是lgΔw=2.245+0.387lg t和lgΔw=2.822+0.637lg t。纤铁矿和针铁矿是两种大气环境中形成的腐蚀锈层的主要成分,除了纤铁矿和针铁矿外,在海洋大气环境形成的锈层中还发现了四方纤铁矿。随着暴露时间的延长,在海洋大气环境中形成的锈层呈现逐渐剥落的趋势。结论 30CrMnSiA高强钢在海洋大气环境中表现出较高的腐蚀敏感性,在工业大气环境中表现出较低的腐蚀敏感性。

复杂应力状态下30CrMnSiA材料低周疲劳性能试验研究

30CrMnSiA材料属于调质钢,在淬火高温回火条件下表现出较高的强度和良好的韧性,被广泛应用于航空航天工业等各大领域。本文以30CrMnSiA材料为研究对象,开展不同应力水平和不同缺口尺寸的低周疲劳试验,重点研究缺口尺寸对低周疲劳寿命的影响规律。利用ABAQUS有限元软件计算了缺口应力集中系数。采用扫描电子显微镜(SEM)研究了30CrMnSiA材料的低周疲劳断裂机理。研究结果表明,缺口半径越小,应力集中系数越大,疲劳寿命越短。断口分析结果表明,缺口试样裂纹扩展区主要表现为穿晶断裂为主的断裂模式,局部可见大量的沿晶形貌,瞬断区呈现大量的韧窝。

补焊对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响

以30CrMnSiA高强钢原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过拉伸试验、疲劳试验及显微组织分析等方法研究了补焊对其焊接接头力学性能的影响。结果表明:经过补焊后,30CrMnSiA高强钢焊接接头的力学性能略微降低;热影响区是接头拉伸性能的薄弱部位,而焊趾处是接头疲劳性能的薄弱部位;补焊对焊缝附近的显微组织无明显影响。

不同镀铬工艺及镀铜预处理对30CrMnSiA高强钢疲劳性能的影响

目的尝试采用新型微裂纹铬工艺或者引入缓冲层来实现镀铬层抗疲劳性能的改善。方法分别采用标准硬铬、自研微裂纹铬工艺对30CrMnSiA高强钢进行处理,通过旋转弯曲疲劳试验评价了两种镀铬工艺对其疲劳性能的影响。同时,对比了镀铜预处理的作用,利用FESEM分析了断口形貌。结果相比于硬铬镀层,自研微裂纹铬镀层表面微裂纹浅而细、数目更多,密度高达1020条/cm,且裂纹未贯穿镀层,呈层状分布。在850 MPa应力下,30μm厚的硬铬镀层会使30CrMnSiA钢的中值疲劳寿命下降48%左右,疲劳断口呈多源区特征。而相同厚度的自研微裂纹铬镀层仅使基体的疲劳寿命下降了23%,疲劳试验后镀层上未发现明显裂纹、裂纹呈多向性扩展。结论自研微裂纹铬工艺处理的30CrMnSiA钢,其抗疲劳性能明显好于硬铬处理试样。若在基体/镀铬层之间引入镀铜过渡层,可有效地减少直达金属基体的裂纹数目,30CrMnSiA钢的疲劳性能得到明显改善,中值疲劳寿命几乎接近于基体。

热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响

针对某型飞机的焊接模拟件展开了力学特性研究,模拟件为30CrMnSiA高强钢板件的一次焊接试验件,分为焊后热处理与焊后不进行热处理两种加工状态。通过拉伸试验、疲劳试验,对疲劳断口显微组织进行了分析,研究了热处理对30CrMnSiA高强钢焊接接头力学性能的影响。结果表明:焊后热处理可以改善焊接接头的力学性能,其中拉伸强度与中值疲劳强度明显提高。通过断口的显微组织观察,可以发现热处理减小了焊缝区的气孔缺陷,改善了焊接接头的疲劳性能。

碳纤维/环氧复合材料与不同金属材料的电偶腐蚀行为研究

本文对碳纤维/环氧复合材料与30CrMnSiA高强钢和1Cr17Ni2不锈钢两种金属材料之间的电偶腐蚀行为进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同试验状态下金属材料表面的微观腐蚀形貌,对1Cr17Ni2不锈钢试样进行原子能谱分析。研究结果表明,在直接接触情况下,碳纤维/环氧复合材料与30CrMnSiA高强钢发生了明显的电偶腐蚀现象,与1Cr17Ni2不锈钢几乎没有发生电偶腐蚀现象。采用玻璃布/胶膜的阻隔防护方式对30CrMnSiA高强钢电偶腐蚀的阻隔效果非常明显,可以明显提高30CrMnSiA钢的耐腐蚀性,但对1Cr17Ni2不锈钢影响不大。碳纤维/环氧复合材料与30CrMnSiA高强钢需要进行防护后才能接触使用,与1Cr17Ni2不锈钢可以直接接触使用。