三种超高强度钢的水质应力腐蚀开裂特性

用表面裂纹法测定了37SiMnCrMoV、28Cr3SiNiMoWVA和30Cr3SiNiMoVA钢的应力腐蚀开裂特性。三种钢在回火马氏体的高强度状态下以28钢具有最高的应力腐蚀临界应力强度值,Kiscc=126.6kg/mm~(3/2),30钢次之,Kissc=73.0kg/mm~(3/2),37钢最差,Kiscc=54.5kg/mm~(3/2)。三者之Kiscc/Kic比值分别为0.49,0.28,0.29。尽管28钢之强度水平较37钢低约10公斤/毫米~2,但是抗应力腐蚀开裂性能则遥遥领先。这一性能对于用超高强度钢制成高压容器在防止水压试验和贮存中的低应力破断具有十分重要的意义。因而,28钢是一个值得深入研究和推广应用的钢种。     

热处理对37SiMnCrMoV钢水质应力腐蚀裂纹扩展动力学的影响

采用声发射检测裂纹扩展,用照相机跟踪摄照裂纹长度,测定了37SiMnCrMoV钢经不同温度回火、亚温淬火和高温淬火等热处理后的水质应力腐蚀裂纹扩展特性。结果表明,预制裂纹试样水质应力腐蚀开裂都经历孕育期。孕育期的时间比裂纹亚临界扩展的时间大9—13倍。试样经930℃淬火、300℃回火、可获得很好的抗应力腐蚀性能。在现行的930℃淬火、270℃回火这两道工序之间增加一次870℃的两相区加热淬火,可有效地改善钢的性能:屈服强度保持160kg/mm~2,K1_c值由190kg/mm~(3/2)增至208kg/mm~(3/2),还显著地改善其抗应力腐蚀开裂的性能,增长孕育期,减慢裂纹扩展速率,亚温淬火对回火脆敏感的400℃回火试样亦有明显的效果。高温淬火试验结果表明,在1000至1200℃之间尚存在一个能获得很好性能的淬火温度。     

高强度钢37SiMnCrMOV应力腐蚀开裂及其断口形态

用表面裂纹法进行高强钢37SiMnCrMoV板材在K_2Cr_2O_7、NaNO_2、NaCl等五种水介质中的应力腐蚀开裂试验。试验结果表明,此钢在水介质中具有敏感的应力腐蚀开裂的倾向,例如在K_2Cr_2O_7水溶液中K_1scc值仅为空气中K_1c值之0.29。探讨予防裂开的措施。采用扫描电镜在断口上同时观察到沿晶和韧窝二种类型的断口形态。对此断裂机理进行了讨论。     

45CrNiMo1V超高强度钢研制及应用

介绍了４５ＣｒＮｉＭｏ１Ｖ超高强度钢的相变温度、冷却转变曲线、热处理工艺参数，物理性能、冷成形和焊接工艺性能及应用状况。为应用该钢提供了有用的试验数据。     

软磁合金BYR1热处理工艺及磁性能研究

为了满足液体火箭发动机新型电磁阀更强环境适应能力和工作可靠性的要求,通过优化软磁合金BYR1的热处理制度来确保电磁阀工作的稳定性和可靠性.采用三因素三水平的正交试验对软磁合金的热处理制度进行优化,并对不同热处理制度下合金的磁性能和金相组织进行对比分析.结果表明:软磁合金BYR1的饱和磁感应强度值较稳定,基本不随退火温度和保温时间的变化而改变;而矫顽力对退火温度和保温时间较敏感,随着退火温度和保温时间的增加,矫顽力值有明显下降.合金组织的孪晶、晶粒度及析出相均对合金磁性能有一定的影响,孪晶数量越少、晶粒尺寸越大、晶内析出相越少,合金的磁性能越好.根据磁性能的试验结果得到了较优的热处理制度:1 200℃×360 min,至600℃后的冷却速度为150℃/h.     

热处理工艺对双网篮Ti750合金组织性能的影响

研究了普通退火、双重退火、固溶时效三种热处理制度对双网篮组织近α高温钛合金Ti750合金组织结构、力学性能的影响.结果表明不同热处理制度对Ti750合金组织性能影响较大,近β相变点固溶时效处理能极大提高合金强度,但塑性极大降低;采用900℃/1..5hAC 600℃/3hAC双重退火热处理工艺,合金综合性能较好,强度、塑性相对有所提高.     

空气湿度和环境温度对高强度钢37SiMnCrMoV延迟断裂的影响

本文研究了37钢回火马氏体状态在0.5％K_2Cr_2o_7水溶液、潮湿空气和一个气压干燥氢三种介质中,不同环境温度下的延迟断裂特性;测定了空气相对湿度对37钢延迟断裂的影响。试验结果表明,37钢在三种介质中均有一容易发生断裂的敏感温度40℃。高于或低于这个温度,延迟断裂时间均有明显延长。不同介质对该钢延迟断裂动力学的影响不同,在水质中最快,潮湿空气中次之,一个气压干燥氢中最慢。试验结果还表明,当空气相对湿度大于70％,在载荷应力强度因子较高的条件下发生明显的应力腐蚀延迟断裂。     

K4202镍基高温合金激光选区熔化成形室温拉伸性能研究

为了将激光选区熔化(SLM)这项技术推广到液体火箭发动机高温合金复杂结构件的成形,满足其使用要求,对SLM成形K4202高温合金力学性能及其强化机理进行研究。沉积态室温下拉伸试验力学性能指标表现出了很强的各向异性,但均接近或超过GH4202锻件标准值,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等理化分析手段揭示了其强化机理主要为细晶强化、应变硬化、沉淀硬化和过饱和的固溶强化。同时研究了固溶、固溶时效、直接时效三种热处理制度对K4202力学性能的影响,结果表明直接时效后的综合力学性能最佳。     

固体发动机金属壳体的低应力破坏问题

在板体发动机壳体设计中,需选用强度高的材料。但随着钢的强度的提高,其抗裂纹扩展的能力(即断裂韧度)就相应降低。即使壳体上存在较小的缺陷,也可能发生低应力破坏。文章在统计分析了两种406钢制壳体发生低应力破坏情况的基础上,就强度与韧度、无损探伤、断裂韧度测试、壳体安全使用、以及应力腐蚀和氢脆等问题作了论证,探讨了提高壳体安全可靠性的途径。     

低合金超高强度钢的晶界性质对应力腐蚀断裂行为的影响

在３０Ｃｒ３ＳｉＮｉＭｏＶ、３７ＳｉＭｎＣｒＭｏＶ和４２ＣｒＭｏ三种钢上用俄歇能谱等方法研究了原奥氏体晶界的性质对应力腐蚀断裂行为的影响。结果表明在淬火或低温回火马氏体组织中的原奥氏体晶界上，存在着一个用电镜也难以观察到的碳化物薄层，它是导致钢容易发生应力腐蚀沿晶脆断的主要原因。高温回火后，晶界碳化物聚集粗化以及晶内碳化物的大量析出，导致沿晶断裂倾向性减小和断裂抗力ＫＩＳＣＣ值升高     

随机振动疲劳试验的小裂纹扩展分析方法

针对某型液体火箭发动机管路接头的随机振动疲劳试验,基于断裂力学的小裂纹理论进行了裂纹扩展寿命分析。分别从小裂纹应力强度因子计算、疲劳应变/应力谱、裂纹扩展速率曲线以及裂纹扩展计算程序等方面进行了研究。使用FRANC3D(试用版)进行三维裂纹的有限元计算,得到了管路结构表面裂纹的应力强度因子变化规律;对应变实测数据进行了雨流计数,获得了用于裂纹扩展计算的应力循环谱块,研究了疲劳试验的应变循环峰值、幅值等时域分布特征;采用Newman闭合理论对长裂纹的NASGRO裂纹扩展速率曲线进行修正,给出了试验件材料的相关参数;最后,使用一种疲劳应力谱块平均施加方法进行了裂纹扩展寿命的快速计算。通过与试验结果对比,验证了计算方法有效、可靠。     

新型内绝热技术的突破性进展

对尾开口小(或封闭式头部)的发动机内绝热工艺技术进行研究。应用溶胶凝胶分配理论,研究了复杂结构的绝热材料预成型、多种材料模压和一体化真空热粘工艺,钢/绝(K/J)粘接强度≥3.0 MPa,解决了小开口钢壳体内绝热工艺难题。超声波探伤检验无脱粘,发动机地面试车考核成功。该技术为发动机内绝热提供了一种新的成型途径。     

超高强高韧马氏体时效钢热变形及航天应用研究

对于航天用超高强高韧C300马氏体时效钢来说,热加工过程中获得等轴细小的再结晶晶粒是实现该钢强韧性最佳匹配的关键环节。采用Gleeble-3800热模拟试验机在温度为850～1 150℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下,对超高强高韧C300马氏体时效钢进行高温轴向压缩变形试验,获得了高温流变曲线,并观察变形后的金相组织。结果表明:C300马氏体时效钢的流变应力和峰值应变随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小;试验钢在真应变为0.92、应变速率为0.01～10 s~(-1)的条件下,随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也逐渐升高,最佳热变形温度区间为1 050～1 150℃;测得试验钢的热变形激活能Q值为391.2 kJ/mol,建立了其热变形本构方程。结果能为C300马氏体钢的数值模拟和热加工工艺的制定提供理论基础。     

高温热处理与C/C复合材料性能关系研究

采用整体炭毡为增强坯体,经过化学气相渗透(CVI)及树脂浸渍/炭化(PIC)工艺制备成整体毡C/C复合材料样品,对样品连续进行了3次2 500℃以上的高温热处理(HTT)。材料性能测试结果表明,3次HTT后材料z向抗拉强度由16.7MPa下降到8.87MPa,抗压强度由129.0MPa下降到72.7MPa,抗弯强度由35.7MPa下降到17.6MPa,抗剪强度由34.4MPa下降到18.7MPa;xy向室温(RT)~1 000℃的平均线膨胀系数由1.55×10-6K-1降低到1.13×10-6K-1;800℃的热导率由106.91 W/(m.K)降低到61.27 W/(m.K),比定压热容由2.56 kJ/(kg.K)下降到1.93 kJ/(kg.K);z向变化趋势基本相同。     

重复热处理工艺对30CrMnSiA钢疲劳性能的影响

本文介绍了30CrMnSiA钢的九种不同的重复热处理工艺,结果显示B种热处理工艺能使30CrMnSiA钢具有最佳的抗疲劳性能并证明不同的重复热处理状态对钢的疲劳性能有影响.     

重复热处理工艺对30CrMnSiA钢疲劳性能的影响

本文介绍了30CrMnSiA钢的九种不同的重复热处理工艺，结果显示B种热处理工艺能使30CrMnsiA钢具有最佳的抗疲劳性能并证明不同的重复热处理状态对钢的疲劳性能有影响。     

X射线衍射残余应力测试方法及应用

介绍了X射线衍射仪测定材料残余应力的原理、测定参数的选择依据,并以7055铝合金为试验对象,进行了不同热处理机制的材料残余应力的测定。试验结果表明:X射线衍射仪测定7055铝合金的参数为管电压28.5 kV、管电流9 mA、扫描步距0.05。、计数时间20 s、4ψ角、铬靶(311)晶面、准直管直径φ4 mm;通过X射线衍射仪测得7055铝合金热处理之前的残余应力值为207MPa,为压应力,经A和B热处理机制处理之后的残余应力分别为62 MPa和33 MPa,均为压应力,两种热处理机制均能有效降低材料加工残余应力,且B热处理机制略优于A。X射线衍射方法测定材料残余应力为材料热处理机制提供了一定的理论依据。     

2195铝锂合金热处理工艺研究

对2195铝锂合金的热处理工艺进行了研究。力学性能测试和金相分析结果表明:该合金较理想的热处理制度为固溶处理(510±5)℃/10min,水淬,人工时效(170±5)℃/720min,空冷。热处理后合金的抗拉强度大于等于560MPa,屈服强度大于等于505MPa,伸长率大于等于6%,析出相呈细小弥散分布,对合金的强化效果高。     

玻璃纤维树脂增强压力容器的三心圆封头的强度和变形——环半径/圆筒直径比对于球半径与圆筒直径相等的封头之影响

我们做了6台带有三心圆封头的玻璃纤维树脂增强圆筒压力容器的破坏试验。各容器的标称厚度与直径之比为0.01,封头的球半径和圆筒的直径都是1米。环半径有三种尺寸,分别为0.29、0.19和0.1米,相对应的封头高度分别是0.32、0.25和0.19米(每种尺寸的容器各做了两台试验)。把试验结果同现行的英国国家设计标准(BS4994)以及根据弹性应力分析运用计算机所求得的预测值(BOSOR4),进行了比较,完全证明了最大应力和应变是随环半径的减小而增加的。另外还发现:由于三心圆封头玻璃纤维树脂增强圆筒压力容器(GRP)的高弹应变,封头在压力作用下几何形状的变化对极限强度有很大的影响,再加上壁厚的局部增加,使得封头有所加强,以致在所试验的6台容器中,仅有3台的破坏发生在三心圆封头上。     

2618A铝合金超塑性变形的研究

2618A铝合金试样经三种不同预处理工艺试验后,以恒定应变速率8.34×10~(-3)S~(-1)、不同温度(350～500℃)范围拉伸时,确定了最佳预处理工艺为固溶处理、温轧和再结晶;最佳应变速率为7.67×10~(-3)S~(-1),最佳变形温度为475℃,最高延伸率为240％,其最低流动应力为3MN/m~2。通过不同应变速率下拉伸试验表明,该合金对应变速率不甚敏感。粗大的不易变形的FeNiA19相粒子是合金在超塑性变形时不能获得高延伸率的一个原因。