30CrMnSiA钢螺栓电镀镉钛后的工程应用问题

为解决30CrMnSiA钢螺栓电镀镉钛后的实际工程应用问题,即为确保30CrMnSiA钢螺栓电镀镉钛后在火箭发动机上使用的安全性,为防止镀层脱落后螺栓防腐效果的减弱及可能产生的后脆问题。本文依据镉钛镀层破坏(磨损)试验、盐雾试验及后脆试验的结果,论证了30CrMnSiA钢螺栓在实际工程中采用电镀镉钛加涂覆软膜整体防护措施的可行性,并证明了镉钛+软膜防护层确为一种安全有效的整体防腐体系,值得在火箭发动机上所用的高强度螺栓上推广应用。     

TC4紧固件性能的试验研究

验证了航空飞行器结构中以滚压MJ螺纹的TC4螺栓替代常规M螺纹的30CrMnSiA螺栓的可行性。试验证明30CrMnSiA螺栓的拉伸性能略高于TC4螺栓,而TC4螺栓的拉伸疲劳性能优于30CrMnSiA螺栓。对破坏试件进行断口分析,确定螺栓断裂属于疲劳破坏。分析了螺栓制造工艺,发现TC4螺栓滚压工艺产生的残余应力和MJ的螺纹形状是影响螺栓疲劳性能的主要因素。     

等温淬火对30CrMnSiA钢抗氢脆性能的影响

本文研究了不同温度等温淬火对30CrMnSiA钢抗氢脆性能的影响,测定了不同状态下,钢的氢致延迟断裂下临界应力值σ_c、缺口强度σ_(bH)、氢含量、残余奥氏体量及常规力学性能,并进行了断口和组织分析。试验结果表明,钢经900℃加热保温后,于370℃等温30min后,和现行900℃油淬并500℃回火状态相比,能在保证钢的强度、硬度不降低的情况下,显著提高钢的氢致延迟断裂抗力。     

航空常用三种高强度钢焊接工艺分析

本文通过插销试验法和电镜观察研究了扩散氢含量、焊接线能量、预热温度、后热温度和碳当量对30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoV三种高强度钢冷裂倾向和断口形貌的影响,分析了这三种钢焊接工艺的合理性和可靠性。     

比例与非比例加载下30CrMnSiA钢多轴高周疲劳失效分析

为了分析比例与非比例加载下,30CrMnSiA钢的多轴高周疲劳的失效规律。通过对30CrMnSiA钢材料开展比例与非比例(δ=90°)加载下的多轴高周疲劳试验,研究了应力幅比和相位差对疲劳寿命、断口特征及裂纹起裂角度的影响。试验结果表明,对于比例与非比例加载,随着应力幅比的增大,多轴疲劳寿命逐渐增加。对疲劳断口分析发现,裂纹萌生于试件表面,断口有明显的疲劳源区、扩展区和瞬断区,不同加载路径下的试件断口形式有明显差异。通过对起裂角度的分析发现,应力幅比大于0.25时表面裂纹有明显的第Ⅰ阶段向第Ⅱ阶段的转变,且第Ⅰ阶段沿着接近最大剪应力幅值平面方向扩展,第Ⅱ阶段沿着接近最大正应力平面方向扩展。此外,对典型试件的疲劳断口及表面扩展路径进行了分析,研究表明多轴疲劳试验试件裂纹的特征比值在0.3~0.5之间,且裂纹沿深度方向扩展至300 μm时占总寿命的85%以上。      

重复淬火对30CrMnSiA钢抗氢脆性能的影响

本文研究了两次重复淬火对镀锌高强度螺栓用30CrMnSiA钢抗氢脆性能的影响。结果表明,在900℃油淬和500℃回火之间增加一次A_(c3)以上20℃的重复淬火可以明显提高调质状态钢的抗氢脆性能。     

TC4紧固件性能试验和数值仿真

验证了航空飞行器结构中以滚压MJ螺纹的TCA螺栓替代常规M螺纹的30CrMnSiA螺栓的可行性.试验证明30CrMnSiA螺栓的拉伸性能略高于TC4螺栓,而TC4螺栓的拉伸疲劳性能远优于30CrMnSiA螺栓.应用ANSYS软件,以有限元方法计算了两种螺栓的应力集中系数,证明MJ螺纹TC4螺栓的应力集中系数较小是其抗疲劳性能提高的主要因素.     

30CrMnSiNi2A钢强韧化热处理的研究

 用正交试验法研究了等温温度、等温时间、奥氏体化温度和原始组织状态对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响,提出了可保证该钢在上、中、下限碳量时各项性能均达到技术要求的热处理工艺。对新工艺显著改善钢强韧性的原因作了分析,研究了30CrMnSiNi2A钢在250～280℃温度范围等温淬火后K_(IC)值出现低谷的现象,并认为在该热处理条件下在马氏体与贝氏体交接面处有大量孪晶马氏体存在以及组织中有许多平行排列的细长等温马氏体板条束出现,是造成K_(IC)值降低的主要原因。     

电偶效应对与30CrMnSiA钢耦合的7B04铝合金当量折算系数的影响

借助动电位极化技术分别测得不同浓度NaCl溶液和水介质中7B04铝合金和30CrMnSiA钢的极化曲线。采用数值模拟与电化学实验相结合的方法,计算得到不同阴阳极面积比下、不同浓度NaCl溶液中7B04铝合金和30CrMnSiA钢的电偶电流。借助扫描电镜观察耦合前后7B04铝合金和30CrMnSiA钢试样腐蚀后的微观形貌。基于当量折算法的原理,以极化曲线作为边界条件建立数学模型,折算出多种阴阳极面积比下与30CrMnSiA钢耦合后的7B04铝合金在不同浓度NaCl溶液与水介质中的当量折算系数。结果表明,Cl-浓度和阴极面积的增加均会加剧电偶腐蚀,相较而言,阴阳极面积比的影响更为强烈。与30CrMnSiA钢耦合后,7B04铝合金加速腐蚀,在不同浓度NaCl溶液与水介质中的当量折算系数均出现不同程度的减小。     

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢螺栓脆性断裂故障失效分析

针对某型航空发动机在整机装配过程中发生的1Cr11Ni2W2MoV不锈钢螺栓断裂故障,按照零件失效分析的一般方法, 进行了故障件理化检测和批次零件制造质量检查,包括对故障件进行断口宏观与显微SEM检查,对零件热处理工艺参数与材料标 准、热处理执行标准参数进行比照,并对存在质疑的回火脆性问题开展了不同回火温度与冷却速度下的验证试验。结果表明：故 障件断口主要由扩展区与瞬断区组成,主要特征为沿晶+准解理,失效模式为一次性大应力脆断;致使零件脆性的原因在于回火温 度640 ℃处于第2类回火脆性区间;回火后快速冷却可缓解脆性,但无法消除。避免回火脆性是解决螺栓装配断裂的根本途径,因 此要求螺栓零件选择回火温度时应避开脆性区间,冷却时快速通过该区间。     

30CrMnSiA钢电子束焊接接头低周疲劳性能研究

本文对30CrMnSiA电子束焊接接头低周疲劳寿命进行了试验,得出了试样在栽荷700MPa的平均疲劳寿命,并对焊接接头的疲劳断口形貌进行研究,分析了影响30CrMnSiA电子束焊接接头低周疲劳寿命的因素.     

热处理对高Co-Ni超高强度钢冲击断口的影响

研究了不同固溶及回火温度对高Co-Ni超高强度钢23Co 14Ni12Cr3Mo的Charpy V型缺口试样冲击功AKV和硬度HRC的影响,并用扫描电镜观察分析不同处理状态下的冲击断口形貌,用透射电镜对未溶碳化物进行了分析.结果表明,在850～930 ℃范围内固溶,随温度的提高,冲击功升高,硬度先升高后降低;在454～510 ℃范围内回火,随温度的提高,冲击功也增加,硬度降低.断口形貌观察结果表明,试验用钢冲击断口形貌均呈韧窝状,为韧性穿晶断裂,随固溶温度升高韧窝变大变深.韧窝中发现M23C6型碳化物颗粒,随固溶温度的升高而逐渐减少,提高固溶温度对改善试验用材料综合性能有利.     

4种典型航空钛合金材料高温裂纹扩展性能对比试验

试验测定了4种典型航空钛合金材料（即TC18、TC21、TC4 DT、Ti 6Al 4V/ELI）在两种温度（25℃和250℃）下裂纹扩展性能,在试验数据的基础上,进行裂纹扩展性能对比分析,并对试样断口进行扫描电镜(SEM)分析,研究了高温和载荷联合作用对裂纹扩展的影响机理,结果表明:不同温度下，不同钛合金材料裂纹扩展速率之间存在很大的差异性；与室温断口相比,高温断口表面呈现浅黄色,并伴有大量二次裂纹；钛合金的裂纹扩展性能是受温度和载荷的联合作用影响,裂纹闭合和氧化作用共同决定了其扩展历程。      

钛合金的固态Cu致脆行为研究

分别采用慢应变速率拉伸、恒载荷拉伸加载方法研究了TC11钛合金在不同温度下的Cu脆行为,Cu与钛合金试样表面的接触分别采用离子束增强沉积和机械压合法实现.研究结果表明:在500℃慢速率拉伸条件下,钛合金呈现出较高的铜脆敏感性,而在300℃,400℃时,Cu脆敏感性不明显.在恒载荷试验条件下,500℃时,Cu对钛合金的力学性能影响较低;550℃时,Cu使TC11合金的断裂寿命和塑性指标显著降低.Cu脆的发生必须满足:Cu与钛合金紧密接触;合适的温度;试样应保持一定大小的形变速率.     

高温退火处理对ZnO压电涂层结构和性能的影响

ZnO是目前压电螺栓传感器的主要涂层材料,具备优异的压电性能,表现出优异的声-电信号转换性能,但目前对其高温结构及性能稳定性研究较少。本工作利用射频磁控溅射法在（100）Si和工业用钛合金螺栓上制备出可产生超声纵波的ZnO压电涂层,并对其进行不同温度和不同时长的退火处理,用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和自建的WHU-US100声信号测量设备研究高温退火处理对涂层结构及性能的影响。结果表明,Si/ZnO涂层在600℃以下的退火处理不会对涂层表面微观形貌产生影响,涂层截面形貌呈现柱状晶结构,且随着温度的升高,柱状晶有合并的趋势;涂层表面粗糙度变化幅度为±4 nm;不同的退火温度对涂层的晶体结构未产生明显的影响。螺栓/ZnO涂层在500℃及以下温度的退火处理后涂层表面完整,600℃退火处理后的螺栓涂层完全脱落,超声检测表明涂层在500℃以下退火后保持稳定;在300℃下,经过长时间的退火处理后,螺栓样品可正常激发出超声波,涂层结构未被破坏,表明该ZnO涂层可以在300℃的温度范围内长期服役。     

30CrMnSiNi2A钢抗疲劳螺栓的研制

一、概要 1.研究目的在“长虹”机的研究过程中,曾遇到一个难题:该机的中外翼对接螺栓,受到连接条件的限制,必须采用静强度及疲劳寿命均较30CrMnSiA钢高的材料。国产材料中,30CrMnSiaA钢的静强度虽然很高,但正象大家所熟知的,它在交变载荷作用下对应力集中比较     

腐蚀温度对飞机疲劳寿命的影响

针对飞机在高空飞行环境对飞机结构的疲劳寿命的影响,进行了+50℃～-50℃温度的腐蚀试验研究。共做了3种航空材料（LY12CZ、LC4CZ铝合金和30CrMnSiA合金钢）的腐蚀试验,得到3条腐蚀温度T与腐蚀时间H的特性曲线,说明了临界腐蚀温度的存在,并分析出飞机在-50℃高空腐蚀环境下,腐蚀对飞机机体疲劳寿命基本没有影响。     

喷丸强化延长起落架寿命

目前国产飞机起落架使用寿命大多数在500～1000个起落,而国外已达几万个起落。为了提高起落架的使用寿命,我们曾到有关部队和修理厂作了些调查。由于起落架零件结构和形状复杂,造成许多应力集中点,加之起落架零件材料为30CrMnSiA钢和30CrMnSiNi2A钢,对应力集中较为敏感,在应力集中部位容易产生微裂纹和应力腐蚀开裂。某种飞机的起落架断裂竟占60～70％,经对断裂零件的断口进行金相分析,认     

30CrMnSiA钢制轮轴的喷熔工艺

30CrMnSiA钢具有较好的机械性能,常用于制造飞机的承力构件,如起落架外筒、轮轴、作动筒和螺栓、连杆、发动机架等重要零件。这些零件要求用具有机械性能比较好的材料制造,一般选用调质钢。在长期工作状态下,许多零件会发生磨损现象,严重地影响航     

耐高温抗激光烧蚀涂层研制与性能表征

以有机硅树脂、聚碳硅烷和玻璃粉为黏结剂,添加Al2O3,BN,SiC,ZrO2,SiO2和碳纤维等耐热填料制备了抗烧蚀涂层,对其物理机械性能进行了表征,同时分别采用马氟炉、氧乙炔焰烧蚀对其耐热抗烧蚀性能进行了表征。研究结果表明:玻璃粉、BN对改善涂层裂纹起关键作用,ZrO2对提高涂层隔热和耐烧蚀性能至关重要。所研制涂层在厚度为1mm的30CrMnSiA钢基材表面涂覆600μm,经受3000℃氧乙炔焰4s烧蚀,钢基材不发生穿孔;900μm厚度的涂层在531W/cm2激光功率密度下照射4s,带涂层钢基材背面温度比同等辐照温度下,空白钢板背面温度下降1000℃左右。