航空PH13-8Mo材料线切割加工技术

综合分析电火花线切割原理、设备及加工特点,以及参数选用、程序编制等具体应用。结合航空PH13-8Mo材料的典型零件,从加工方案分析、零件的装夹定位等方面阐述了如何利用电火花线切割加工技术解决零件加工中的实际问题。

应变对PH13-8Mo钢在1050～1150℃时变形组织的影响

采用Gleeble热模拟试验机,对PH13-8Mo钢进行热变形模拟实验,研究了应变对PH13-8Mo钢在应变速率为10/s,变形温度为1 050～1 150℃时变形组织的影响。结果表明,PH13-8Mo钢在1 050℃、应变达到0.69时仍未发生完全再结晶,但在1 100和1 150℃、应变分别达到0.29和0.24后,发生了明显的完全再结晶。再结晶体积分数随应变增加和变形温度升高而逐渐增大,直至发生完全再结晶。当应变<0.29时,再结晶晶粒尺寸和试样的平均晶粒尺寸随应变增加较快地减小;当应变>0.29后,再结晶晶粒尺寸和试样的平均晶粒尺寸随应变增加缓慢地减小。再结晶晶粒尺寸和试样的平均晶粒尺寸均随变形温度的升高而增大。

时效温度对PH13-8Mo不锈钢组织和力学性能的影响

将PH13-8Mo不锈钢在930℃固溶1h后,再在480,510,540,565,590,620℃下时效4h,研究了时效温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：试验钢在510℃时效后具有最高的硬度和强度,并保持了足够的冲击韧性,具有较好的综合力学性能;在510~620℃时效时,随着时效温度升高,硬度和强度下降,冲击韧性升高;试验钢在480℃时效后开始析出金属间化合物Ni3Al,该析出相随着时效温度升高逐渐长大和增多。

PH13-8Mo钢在3.5%NaCl水溶液中应力腐蚀性能研究

研究了PH13 8Mo钢在 3 .5 %NaCl水溶液中的应力腐蚀敏感性。研究表明 ,PH13 8Mo钢具有较好的抗应力腐蚀性能 ,其应力腐蚀断口形貌为穿晶型 。

国产和进口PH13-8Mo钢的组织和力学性能

对进口的和国产的直径为55 mm的PH13-8Mo钢棒材进行了固溶和时效处理,固溶处理工艺为930℃保温1 h油冷,时效温度分别为480℃、510℃、540℃、565℃、590℃和620℃。在热处理后,检测了两种钢的显微组织和力学性能。结果表明:经510℃时效处理的两种钢均具有良好的强度和塑性;经540℃时效处理的进口PH13-8Mo钢的强度和塑性略有降低,但冲击韧度较高;高于590℃时效的两种PH13-8Mo钢均发现有逆转变奥氏体,且进口的PH13-8Mo钢的逆转变奥氏体更多。此外,采用Thermo-Calc软件进行热力学计算可有效优化钢的成分,提高钢的力学性能。

复合喷丸强化对PH13-8Mo钢旋转弯曲疲劳寿命的影响

为提高PH13-8Mo不锈钢的旋转弯曲疲劳寿命,针对H510、H540和H550 3种热处理状态,分别对未喷丸、一次喷丸及复合喷丸的试样表面形貌、表面粗糙度及疲劳寿命等进行测试。结果表明:与一次喷丸相比,H540和H550状态的复合喷丸的疲劳增益效果显著优于H510状态。在σ_(max)=800 MPa,R=-1条件下,H510、H540和H550状态Kt=1旋转弯曲疲劳寿命分别提高0.3倍、1.4倍和1.4倍。与一次喷丸相比,Kt=2复合喷丸增益效果显著优于Kt=1。在σ_(max)=550 MPa,R=-1条件下,Kt=2旋转弯曲疲劳寿命提高了5.5倍。对PH13-8Mo钢采用喷丸强化可延长其疲劳寿命。相对未喷丸的试样,喷丸强化的Kt=1旋转弯曲疲劳寿命至少延长1个数量级。复合喷丸强化试样的表面粗糙度、表面形貌、残余应力场以及旋转弯曲疲劳寿命均优于一次喷丸。

PH13-8Mo螺栓的疲劳性能研究

为满足大型飞机结构高强度、高抗疲劳性能的要求,研究了马氏体时效强化钢PH13-8Mo螺栓的显微组织,对比分析了PH13-8Mo螺栓抗拉强度、双剪、持久及疲劳等力学性能的批次稳定性.结合断口形貌观察,探讨了马氏体时效强化钢PH13-8Mo螺栓的裂纹扩展行为及断裂机制.研究结果表明:合金显微组织中的沉淀相分布特征是PH13-8Mo螺栓拉伸强度的决定因素,但对螺栓的应力持久和双剪载荷无显著影响.

真空感应熔炼气雾化法制备高强度PH13-8Mo钢粉末的特性表征

采用真空感应熔炼气雾化(VIGA)法制备出球形高强度PH13-8Mo钢粉末,通过不同目数的筛网对粉末进行筛分,得到120~212μm,53~120μm,15~53μm和<15μm不同粒度区间的高强度PH13-8Mo钢粉末。利用氧氮分析仪、扫描电镜(SEM)、激光粒度分布仪和智能粉体特性测试仪等分析手段研究了不同粒径区间的PH13-8Mo钢粉末的氧含量、表面形貌、表面及内部微观组织、流动性和松装密度。结果表明:随着粉末粒度区间减小,PH13-8Mo钢粉末的比表面积从0.017 m^2/g显著增大到0.243 m^2/g,粉末中的O含量从0.017%增大到0.033%;当PH13-8Mo钢粉末粒径的范围为15~53μm区间时,粉末中的O含量相对较低,冷却速率较大,卫星球颗粒少,表面和内部组织主要由胞状晶和微晶组成,且该粒度范围的PH13-8Mo钢粉末的松装密度和流动性指数高。

PH13-8Mo高强不锈钢在不同温度时效后的析出相及其对力学性能的影响

将PH13-8Mo高强不锈钢先在925℃进行固溶处理,然后再分别于510,540,550,565,595℃下进行时效处理,研究了不同温度时效后试验钢中析出相的种类和含量,以及析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明:在较低温度时效后,试验钢中的析出相以六方结构的M_2C为主,中温时效后的析出相为六方结构的M_2C、面心立方的M_(23)C_6和Ni_3Al以及体心立方结构的NiAl,高温时效后以体心立方的NiAl与面心立方的M_(23)C_6析出相为主;随着时效温度升高,析出相的含量逐渐增加,试验钢的抗拉强度与屈服强度逐渐降低,塑韧性不断提高;时效过程中析出的第二相粒子能起到阻碍位错运动的作用,从而提高试验钢的强度;试验钢在925℃固溶、540℃时效处理后可获得最佳的综合力学性能。

低温微量润滑高速铣削PH13-8Mo刀具磨损试验研究

针对高强度不锈钢材料加工性能差、刀具耐用度低的问题,进行了硬质合金刀具在低温微量润滑条件下高速铣削高强度不锈钢PH13-8Mo的刀具磨损试验,结果表明:WSP45刀片比WXM35适合加工PH13-8Mo,低温微量润滑(CMQL)能有效地抑制刀具磨损,提高刀具耐用度;两种刀具在铣削过程中前、后刀面同时发生磨损,最终因刃口严重崩刃而失效。

PH13-8Mo不锈钢在3.5% NaCl溶液中的耐蚀性能

采用动电位阳极扫描极化曲线研究了PH13-8Mo和17-4PH两种沉淀硬化不锈钢在3.5%NaCl溶液中的点蚀电位。通过分析PH13-8Mo的金相组织、微观形貌和能谱结果研究了PH13-8Mo的耐海水腐蚀机理。结果表明,PH13-8Mo不锈钢的点蚀电位、钝化区范围平均值大于17 4PH不锈钢,PH13-8Mo不锈钢的耐海水腐蚀的性能大于17 4PH不锈钢。经时效处理的PH13-8Mo不锈钢金相组织为回火马氏体+弥散析出相,析出相和基体中均含有足够的钝化元素铬、镍、钼,三者总量百分比超过20%,整体耐蚀性良好。

高强度钢PH13-8Mo氢脆性之研究

以慢速率拉伸试验来评估硫化应力腐蚀,对於时效PH13-8Mo不锈钢,其缺口拉伸强度(NTS)以及拉伸破坏特征的影响,实验并利用电化学渗透方法来测定不同显微组织其氢扩散速率、氢通量以及视固溶量。实验结果显示:所有时效试片对於硫化应力腐蚀皆展现出高程度敏感性。氢渗透结果指出,H800、H900以及H1000时效试片具有极为相近的氢渗特性,然而相对於其他试片,H1100试片却表现出较低的氢扩散率、氢通量以及较高的固溶量。当试片时效温度低於1000°F时,类同的氢渗性质导致不同试片具有相同程度的氢脆敏感性,而H1100试片显现相对较低的氢脆性。当试片时效温度低於1000°F时,氢被捕集在基地中而呈现準劈裂破坏的特征。此外,在H1100试片中由於存在着晶界沃斯田铁,氢趨向於沿着晶界扩散并被捕集,造成试片在应变过程中产生了些许沿晶破坏。

PH13-8Mo不锈钢在半乡村大气环境中长周期腐蚀行为

在北京半乡村大气环境中对未经预钝化及硝酸预钝化后的PH13-8Mo不锈钢进行5 a的长周期暴晒试验,通过表面形貌观察、质量损失分析、表面钝化膜及腐蚀产物膜层分析、力学性能检测及断口分析等方法,研究了硝酸预钝化处理对PH13-8Mo长周期腐蚀行为的影响规律及机理.结果表明,经5 a大气暴晒试验,硝酸预钝化处理减轻了PH13-8Mo不锈钢的点蚀、降低其均匀腐蚀速率,通过降低PH13-8Mo不锈钢钝化膜中的氢氧化物含量、提高Cr/Fe原子比并提高大气暴晒后表面的Kelvin电位,延迟了Cl−对钝化膜的破坏及点蚀的形核,进而提高了表面膜层对基体的保护作用.硝酸预钝化处理能减少在半乡村大气环境中PH13-8Mo不锈钢力学性能的下降,但对试样的断裂方式几乎没有产生影响,二者均为韧性断裂,断口均呈现典型的“杯锥状”.

酸性溶液中Cl^-含量和温度对PH13-8Mo腐蚀行为的影响

为了解决在深海油气钻采中出现的酸性环境中对钻采设备的腐蚀问题,结合海洋中油气田的实际环境,在pH值为3的Na2SO4+H2SO4溶液中,采用电化学极化曲线、循环极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)结合静态浸泡实验,分别研究了Cl-质量分数(1%、3.5%和7%)和溶液温度(4、25、50和80℃)对马氏体沉淀硬化不锈钢PH13-8Mo电化学腐蚀行为的影响,并采用点缺陷PDM模型结合闭塞电池理论对其腐蚀机理进行了分析.结果表明,随着溶液中Cl-浓度的升高,PH13-8Mo极化曲线中二次钝化的特性消失.溶液中Cl-浓度和温度的升高均使得PH13-8Mo的点蚀电位降低、点蚀保护电位降低,抗点蚀能力下降,腐蚀电流密度增大,钝化电位区间缩短,电荷转移电阻呈指数关系下降,样品表面腐蚀形貌由点蚀发展为全面腐蚀.

PH13-8Mo不锈钢冷滚压螺纹参数对金相折叠的影响

滚压螺纹方法因其可以提高螺纹的硬度和螺栓的抗疲劳强度从而得到了广泛应用。但是此方法会引起滚压螺纹金相折叠等缺陷。在不同的滚丝轮转速和进给量下对PH13-8Mo航空用不锈钢进行滚压螺纹实验,探究不同的滚丝轮转速和进给量对于螺纹不同位置处金相折叠的影响规律并分析金相折叠机理。研究发现,牙顶折叠主要受滚丝轮进给量的影响,牙底折叠主要受滚丝轮转速的影响,牙侧中径以上位置的折叠受滚丝轮转速和进给量的共同影响;牙顶的折叠主要由于靠近滚丝轮牙侧的工件材料与螺纹中间部位的工件材料塑性流动能力不同造成,牙底和牙侧的折叠主要是由于工件材料与滚丝轮之间的摩擦发生改变从而引起相对滑动导致工件材料出现堆积并被挤压造成。该研究为PH13-8Mo不锈钢冷滚压螺纹的加工生产提供了一定的理论指导。

含H2S的NaCl溶液中溶解氧对PH13-8Mo钢腐蚀性能的影响

为研究新型马氏体沉淀硬化不锈钢PH13-8Mo在含饱和H2S的NaCl溶液中的腐蚀行为,利用极化曲线、电化学阻抗谱等电化学测试和浸泡实验相结合的方法,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱分析技术(XPS),观察了该高强钢在含H2S的除氧和不除氧的NaCl溶液中的腐蚀形貌,并对其腐蚀产物的成分进行了分析.结果表明:在除氧的NaCl溶液中,阳极极化曲线的形状发生了明显的变化,电化学阻抗谱的容抗弧的幅值也较未除氧的溶液中变小;在除氧的NaCl溶液中浸泡7 d后,由于H2S水解后的S2-或HS-离子侵入到钝化膜的内部,并与钝化膜或金属基体发生反应,使得试样表面发生全面腐蚀,腐蚀产物主要为Fe、Cr、Ni、Mo的氧化物和硫化物;而在未除氧的NaCl溶液中浸泡后,试样表面仅发生局部腐蚀.

航空用PH13-8Mo沉淀硬化不锈钢晶粒度优化显示法

航空用PH13-8Mo沉淀硬化不锈钢试样经直接淬硬法热处理后采用常规的不锈钢浸蚀剂不能有效显示晶界。分别采用氧化法与直接淬硬法对试样热处理,其中直接淬硬法热处理后,采用多种浸蚀剂进行浸蚀,然后进行晶粒度评定。结果表明:采用氧化法可得到更加真实、完整、清晰的晶粒形貌,是一种有效、方便、环保的晶粒度评定方法,可用于该钢晶粒度检验;直接淬硬法采用92mL HCl+5 mL H2SO4+3 mL HNO3浸蚀剂室温浸蚀1 min或1g KMnO4+10 mL H2SO4+100mL H2O浸蚀剂热浸蚀2min,晶界显示清晰。

PH13-8Mo不锈钢在自润滑关节轴承上的应用

采用G95Cr18或G102Cr18Mo马氏体不锈钢制作的自润滑关节轴承内圈虽具有良好的强韧性和耐磨性,但耐蚀性能不足,影响其使用寿命。PH13-8Mo钢是一种新型沉淀硬化型不锈钢,具有高强度和良好的断裂韧度,在海洋环境中耐腐蚀。为探索采用PH13-8Mo钢代替G95Cr18钢制作自润滑关节轴承内圈的可行性,研究了采用这两种钢制作的自润滑关节轴承的承载性能、耐磨性和耐蚀性。结果表明:PH13-8Mo钢轴承的耐蚀性优于G95Cr18钢轴承,虽然其承载性能和耐磨性能略差,但均满足EN2755-2009标准的要求。PH13-8Mo钢可用来替代G95Cr18钢制作自润滑关节轴承的内圈。

热处理参数对超高强钢PH13-8Mo组织及性能的影响

文章对Mo含量小于0．6％的PH13—8Mo合金的热处理性能进行了探讨，研究表明：当固溶温度在850℃～950℃之间时，随着固溶温度的增加，低Mo含量的PH13—8Mo合金的晶粒尺寸逐渐增大，当固溶温度大于950℃，合金的晶粒尺寸急剧增大．从而显著降低合金的力学性能。当时效温度大于540℃时，合金的抗拉强度及屈服强度开始显著下降，冲击韧性得到提升。Mo含量为0．57％~PHl3—8Mo合金经过合适的热处理，其抗拉强度、塑性及韧性能达到Mo含量为2．3％NPH13—8Mo合金的标准。

ICP-AES法同时测定PH13-8Mo中Al,Cr,Ni,Mo

本文研究了使用混合标准溶液,同时测定不锈钢PH13-8Mo中的Al、Cr、Ni、Mo元素的ICP-AES法。通过优化实验条件,该法快速准确,精密度良好,完全可以满足生产需要。