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。     

固体火箭发动机水压试验介质的选取

固体火箭发动机进行水压试验通常用0.3％重铬酸钾(K_2Cr_2O_3)水溶液作试验介质。该种介质有毒、污染环境。操作人员有不同程度的不适感。为此有必要选取新试验介质,使其符合下列条件:1、无毒、无污染;2、短期防锈;3、易清除。     

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。     

磷化膜超低铬填充工艺研试

实验证明,磷化膜超低铬填充工艺与原高铬填充工艺相比较,同样可以确保磷化膜填铬工艺的质量。据此,对现用生产线上一直在应用的,含K_2Cr_2O_760~100g/l的高铬填充溶液进行了调整,降低K_2Cr_2O_7含量至0.3~0.6g/l,并改进操作工艺,在液温为90~98℃的条件下填充12~15min,出槽后沥干或吹干,省去填充后水洗和开水烫工序。经四年半的军品生产实践,新工艺具有节料、节能、节省厂房及设备投资,提高劳动生产率、无含铬废水等优点,效益显著。     

铬锰硅钢的氢脆及防止措施

一、引言在航空航天工业中,尤其是飞机制造的材料选择上,大量采用高强度的铬锰硅钢来承担一些关键、重要零部件.据统计国产军机的紧固件在70%以上都采用铬锰硅钢系.该合金钢的强韧比高,工艺性能和物理性能均优良,但是抗氢脆性能力差.在电镀、焊接后常出现裂纹,经过大量研究结果说明,这种裂纹的出现,多数是由于钢中含有过量的氢造成的.一旦形成裂纹再去氢也无济于事,解决的办法只有从防止过多的氢进入钢中着手.二、氢脆的特征1.宏观特征钢出现氢脆时,由于延、塑性能下降,故宏观断口比较齐平,裂纹源大多在表皮下三轴拉应力最大处,常见的缺口试样分布是,缺口的半径大时,断裂源远离缺口伴径小时则靠近缺口.此外,应力增大时裂纹源向缺口底部靠近.2.显微特征 氢脆断口没有固定的特征.它与裂纹前沿的应力强度因子 K_1值及氢浓度C_H有关.当应力强度因子K_1较大时,以韧窝形式     

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。     

45NiCr1Mo1VA(D6AC)钢在人造海水介质中的应力腐蚀断裂研究

45NiCr1Mo1VA(D6AC)钢是用于制作宇航压力容器的低合金超高强度钢?本文研究了该钢在人造海水介质中的应力腐蚀断裂行为,用螺栓加载的WOL试样测定了其采用三种热处理制度时所对应的应力腐蚀强度因子Klscc,给出了这三种热处理制度所对应的 K-lg(da/dt)曲线和K1i/K1f-孕育期之间关系的曲线。     

磷化处理对28Cr3SiNiMoWVA钢氢致延迟开裂的影响

本文研究了用精旋压冷变形成型后经磷化处理的高强钢28Cr_3SiNiMoWVA简体氢致延迟断裂的倾向性。磷化处理使钢中氢含量略有增加,可达2.84ppm,带磷化层时达16ppm,呈现氢致延迟开裂的现象。用片状缺口试样恒载持久拉伸试验测量其氢致延迟开裂的临界应力。实验表明,尽管自磷化简体上切割的试样含氢量较高,其氢致延迟断裂的倾向性却很小。钢的材质及旋压冷变形纤维组织是氢脆不敏感的原因。     

超高强钢应力腐蚀临界应力强度K_(Iscc)提高途径的探讨

采用表面裂纹法试验证实,37SiMnCrMoV钢在现行淬火和回火两道工序之间增加一次加热到接近Ac_3点的((?) γ)相区的亚温淬火,可以在保持屈服强度不变的前题下显著地提高Kiscc值。对裂纹试样采用低于屈服应力短时予过载处理,可以极显著地提高Kiscc值。声发射检测表明,予过载处理基本不改变应力腐蚀裂纹扩展前的孕育期,却大大延长裂纹亚临界扩展的时间。由准解理和韧窝的混合断口代替了原来的沿晶断口。     

Ap／RDX推进剂燃速调节实验研究

利用正交试验法研究了CuO、Cr_2O_3和Fe_2O_3三种催化剂对Ap/RDX推进剂燃烧性能的影响,得到了提高燃速的最佳催化剂组合,提出了催化剂对Ap/RDX推进剂的催化机理,该机理可较好地解释许多实验结果。     

抗应力腐蚀开裂的选材标准化问题探讨

通过对应力腐蚀过程中金属抗拉应力开裂概念和影响因素的分析,参照ECSS的相关标准,提出了抗应力腐蚀开裂选材标准所要规范的问题。     

回火工艺及表面状态对2Cr13钢耐腐蚀性的影响

研究回火温度及回火保温时间对2Cr13钢耐腐蚀性能的影响,结果表明,2Cr13钢回火腐蚀区的适用回火温度为540～580℃,同时,回火腐蚀区的出现,不仅取决子回火温度,而且与相应的回火保温时间有关。在一定的温度下,存在着一个导致增大腐蚀速度的临界冒火保温时间,若超过此临界点并继续延长回火保温时间则2Cr13钢的耐腐蚀性能又可得到明显的改善。此外还研究了提高试样表面粗糙度和进行钝化处理对2Cr13钢耐腐蚀性能的影响,试验结果表明,提高表面粗糙度及表面钝化处理,在腐蚀初期,可以改善2Cr13钢的耐腐蚀性能。试验证明,2Cr13钢回火不能避免回火腐蚀区现象。     

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     

三维轴编C/C复合材料双向拉伸实验研究

设计了双向拉伸十字型试样,采用不同的加载比例和加载方向对三维轴编C/C复合材料进行双向拉伸实验,面内方向施加1∶1和1∶2的载荷,面外方向施加1∶1的载荷。实验结果表明,十字型试样的初始破坏发生在中心打薄区域,材料为脆性断裂。面内双向拉伸破坏主要为径向纤维束的断裂和基体的开裂,断口大多沿60°方向;面外双向拉伸破坏主要以纤维束的断裂、炭棒的拔出和基体开裂为主,断口形貌较为复杂。材料在不同载荷形式下有着不同的强度值,相对于单向拉伸强度,存在强度弱化现象。根据实验数据确定了蔡-吴强度准则的参数,为三维轴编C/C复合材料结构强度设计及校核提供参考。     

液氧增压气体阀门肩圈的裂纹理化特性分析

针对某发动机试验区的液氧供应系统增压气体阀门肩圈工作过程出现的裂纹现象,为保证气体供应正常,确立裂纹出现的主要原因,避免试车安全隐患,首先从宏观观察,对表面型貌和断面进行观察,然后对肩圈进行理化分析,从基体上确定材料成分,结合裂纹源区断口腐蚀形貌进行金相组织检查,确定裂纹腐蚀特性;对裂纹腐蚀特性进行材料成分、加工工艺、硬度进行检测,分析肩圈材料力学性能分析,并结合能谱分析、铁素体测量、残余应力分析,确定裂纹腐蚀特性根源与因素,同时结合有限元的应力分析,分析应力腐蚀的主要原因和诱导因素,研究肩圈裂纹的内在机理;在此基础上,制定使用过程的防范措施,确保使用过程的肩圈性能。     

火箭发动机金属壳体的容伤设计问题

本文考虑超高强度钢固体发动机壳体对裂纹、氢脆或应力腐蚀等缺陷的敏感性,及损伤(缺陷)在特定的应力和环境下可能扩展的特性,就壳体的容伤设计问题进行了探讨.根据壳体中可能预存损伤的假设,提出了以容伤系数描述壳体的容伤限.文中以实例给出了使用容伤系数确定壳体水压验证试验压强的具体方法.如此确定的壳体水压验证试验压强,实际上即是存有损伤壳体的最大许用载荷.     

四种超高强度钢的氢脆敏感性

本文采用缺口拉伸和缺口持久拉伸试验测定国产28Cr3SiNiMoWVA、30Cr3SiNiMoVA,37SiMnCrMoVA和D6AC四种超高强度钢在淬火态,淬火回火态经电解渗氢和镀镉状态下的瞬时断裂强度及氢致延迟断裂的临界应力值。试验结果表明,28钢不论在淬火状态或者淬火低温回火状态,都具有突出优异的抗氢脆性能,远远超越其它三种钢。其中30钢次之,D6AC钢较次,37钢最差。淬火态以D6AC钢具有最低的抗裂性能,37钢次之。深入研究28钢之合金化和氢脆敏感性之间关系以及扩大其应用范围具有学术的和工程实际的意义。     

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。     

多孔介质相变发汗冷却主动热防护试验研究

采用液态水作为冷却工质,通过烧结成型方式将钛铝合金材料制备为多孔介质平板,通过高压气瓶提供压力驱动水从多孔介质材料渗出,利用石英灯辐照的方式进行了500 k W/m~2热流密度的热考核,并监测了试验过程中的温度和流量力变化。试验结果表明:在中等热流下,利用水的相变发汗冷却能够进行有效防热,材料加热面温度始终接近于水的沸点。且在试验过程中监测到,在给定水的增压压力情况下,随着时间推移,水的汽化过程逐渐深入多孔介质内,使得水流量逐渐升高。     

T8钢榨圈淬火变形开裂的原因及控制

工艺试验结果表明,T8钢榨圈淬火变形开裂的主要原因是由于未正确地实施预先热处理工序。在实际生产中采取等温球化退火等措施能有效地抑制淬火变形开裂的倾向。采取调质热处理新工艺或者更换材料,可使T8钢榨圈获得更满意的使用性能。