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。     

加热温度对TC4钛合金的空冷组织及热疲劳抗力的影响

对经不同温度加热随后空冷的ＴＣ４钛合金在－１９６～３５０℃范围内进行了外约束型热疲劳试验。结果表明：经单相区加热的合金，其热疲劳裂纹易于沿原β相晶界处萌生，以穿晶的方式扩展，对热疲劳裂纹萌生抗力较低。而经９５０℃加热的合金，其热疲劳裂纹易于沿初生α相与基体（条形的α＋β相）的界面处萌生，裂纹易于切过条形的α＋β相扩展，其热疲劳裂纹萌生抗力最高。经９００℃加热的合金，其热疲劳裂纹易于沿初生α相与基体的界面处萌生并沿其扩展，合金的热疲劳裂纹萌生抗力也较低     

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。     

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。     

过滤净化工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金疲劳性能的影响

本文研究了过滤对铸态和变形态Al-Zn-Mg-Cu合金疲劳性能的影响。疲劳试验是在旋转弯曲和三点弯曲条件下进行的。观测了裂纹的萌生和扩展。 研究工作证明:过滤工艺不仅可以提高合金的常规力学性能,而且可以提高铸态铝合金的疲劳性能。过滤提高了变形态合金的疲劳极限,改变了S-N曲线的形状,减缓了裂纹萌生和初期裂纹的扩展速率。本文对过滤提高合金疲劳性能的机制,作了理论分析。     

大型轴承圈滚道中频感应加热淬火回火

50CrMnMo钢平面滚子轴承直径达4350mm,精加工后其滚道表面采用中频感应连续淬火、回火至HRC50~55。设备采用BPS-100/2500型中频发电机等,自制R型感应器、回转驱动架等。喷水器与感应器连成一体与滚道保持2~4mm间距;淬火介质为15~20%浓度的肥皂水;淬速200~250mm/min;淬火温度880~950℃;硬度可达HRC57~61。中频感应回火,感应头与滚道间距9~16mm;回火温度220~280℃;回火速度250~300mm/min;回火硬度HRC50~55;椭圆度〈0.7mm;不平度〈0.4~0.6mm。精心操作保持淬火接头不重叠,可避免接头处裂纹。     

S—07钢热处理工艺研究

论述了新材料 S- 0 7钢经不同的淬火温度和不同的回火温度热处理对钢的金相组织、硬度、室温及低温力学性能的影响。试验结果表明 ,S- 0 7钢的淬火温度选 10 0 0℃ ,回火温度根据不同硬度要求在 2 5 0～ 6 5 0℃范围选择 ,其综合性能较好。     

亚温淬火对30CrMnSiA钢氢脆与回火脆性的影响

本文采用梅氏冲击试样研究氢对30CrMnSiA钢冲击韧性的影响以及亚温淬火对该钢氢脆与回火脆性的影响。对断口进行了宏观分析,对显微组织进行了高倍金相观察。结果表明,充氢能降低钢的冲击韧性,在正常的完全淬火及高温回火之间进行一次亚温淬火不仅提高韧性,减小回火脆性倾向,而且减轻氢对钢的韧性的危害。     

加热温度及淬火组织对45钢开裂倾向的影响

45钢淬火开裂倾向很大。参考有关文献资料,对淬火加热温度,组织和硬度与开裂倾向的关系进行了分析和试验。结果表明,合理地选择加热温度,控制淬火组织及硬度,并对回火温度进行适当的调整,可在不降低使用性能的情况下,有效地避免或减少淬火裂纹的产生。     

关于疲劳裂纹扩展数学模型的参数寻优

本文通过引入工程设计中的优化方法，分别对室内空气环境下铝合金（ＬＹ１２－ＣＺ）材料疲劳裂纹扩展的数学模型，以及环境条件下（３．５％ＮａＣｌ水溶液浸泡）该材料腐蚀疲劳裂纹扩展的数学模型进行了探讨。在已知标准试样在不同的环境下疲劳裂纹扩展实验ｄａｄＮｉ，ΔＫｉ的条件下，采用优化方法进行参数寻优，可方便地得到与其对应的疲劳裂纹扩展的ｄａｄＮ～ΔＫ最优数学模型     

固体推进剂复合型裂纹扩展数值计算

用粘弹性有限元法,分别以尖角形、椭圆形、圆形裂尖反映裂尖的变形,以最大周向应力准则和最大能量释放率准则作为裂纹扩展方向的判断依据,以J积分作为裂纹扩展的起始判据,计算了不同倾斜角裂纹的初始扩展方向.采用多个扩展步递增循环计算的方法,得到了不同倾斜角裂纹的扩展路径,并在扩展路径上设置粘结损伤单元,模拟了裂纹的动态扩展过程...     

基于微观图像及内聚力模型的复合材料裂纹扩展模拟

为研究材料微观结构及晶界强度对材料力学性能的影响,在晶界处引入内聚力单元模型,模拟晶间破坏过程。以ZrB_2-SiC复合材料为研究对象,将其扫描的微观结构图片进行矢量化处理,并导入ABAQUS有限元软件中建立模型,同时在其晶界处,设置内聚力单元模拟晶界破坏过程。通过改变Zr B2与Si C相界面强度,得到了晶界及材料不均匀对材料应力分布及裂纹扩展的影响。结果表明,由于晶界的存在,材料内部出现应力分布不均匀现象并产生应力集中。随着晶界强度的改变,裂纹起始位置及扩展方向发生改变,且裂纹沿低强度的界面进行扩展。随着ZrB_2-SiC界面强度增大,材料的强度提高,拉伸模量不变。     

复合材料界面裂纹尖端应变能释放率及模态混合度计算

为了准确预测复合材料层合板分层扩展及疲劳损伤,应用改进的虚裂纹闭合技术计算复合材料分层尖端处应变能释放率及模态混合度.首先介绍了改进的虚裂纹闭合技术,然后将其应用到重合网格法中,求得了分层尖端处总应变能释放率,并提取了各模态下的应变能释放率分量.最后利用某界面裂纹模型验证了该方法计算应变能释放率、模态混合度及提取应变能释放率分量的有效性.     

金属构件疲劳微裂纹非线性超声检测

通过对固体非线性超声传播模型的研究,分析了裂纹静态压力与超声波作用力对裂纹超声非线性响应的影响,建立了反映裂纹区应力-应变非线性关系的弹性接触机制超声非线性响应模型以及反映裂纹闭合状态转换的碰撞接触机制超声非线性响应模型。通过实验研究发现,裂纹尖端区的二次谐波激发效率与裂纹的开口区和闭合区及裂纹最终扩展的极限长度有关。因此,可使用二次谐波激发效率作为定量表征金属试件疲劳微裂纹缺陷的特征参数,实验中使用了自主研制倍频双晶复合换能器,这种倍频双晶复合换能器在工程实际应用中更为方便、实用。     

疲劳裂纹扩展速率da/dN的蒙特卡罗模拟

用蒙特卡罗法模拟分析疲劳裂纹扩展速率,确定了算式中的参数分布规律及相关性。通过计算数据与试验数据的对比分析,证明蒙特卡罗法模拟结果合理、可靠。     

机械冲击载荷下固体推进剂热点微观模型探讨

分析了推进剂内部初始裂纹在机械冲击载荷作用下的扩展以及与反应气体产物相互作用。利用Ⅰ、Ⅱ型裂纹扩展、推进剂分解化学动力学模型,建立微观热点模型,研究了裂纹面摩擦、推进剂分解以及裂纹内部气相反应等微观过程。进行数值模拟计算,得出了推进剂产生高温热点或导致冲击点燃的外部条件。认为裂纹间摩擦和气相产物在高速冲击下压缩可导致推进荆热点产生。     

固体发动机药柱表面裂纹的处理

工程实际中通常采用于药柱表面裂纹处铲槽的方法来释放裂纹尖端的应力应变集中,以确保药柱含裂纹的固体发动机能正常点火发射.为确定铲槽的深度和宽度,基于线粘弹性三维有限元,首先确定发动机药柱点火发射时的危险部位;其次,在危险部位设置深度不同的裂纹,在裂纹尖端构建三维奇异裂纹元,模拟裂纹扩展,分别计算随着裂纹扩展所对应裂纹深度的各类应力强度因子,由此判断裂纹的稳定性,以确定是否需要对裂纹进行铲槽处理;最后,确定在危险裂纹处需要铲槽的深度与宽度.通过对某翼锥-圆柱组合型药柱在点火发射时的数值分析,提出了药柱危险部位裂纹的处理方法,量化了药柱表面裂纹的处理.该方法可为修复药柱表面含缺陷的发动机提供参考.     

固体火箭发动机药柱表面裂纹分析

为了分析含表面裂纹的固体火箭发动机药柱在温度、燃气内压与轴向过载联合作用下的扩展情况,在固体火箭发动机的危险截面上沿危险方向预设表面裂纹。采用有限元方法,在裂纹尖端构建三维奇异裂纹元,模拟裂纹扩展,分别计算随着裂纹扩展所对应裂纹深度的应力强度因子,得到了应力强度因子随裂纹深度的变化规律。根据应力强度因子的变化规律,探讨了发动机药柱裂纹扩展的趋势。     

由转速判断涡轮盘行波谐振

为找出液体火箭发动机涡轮盘疲劳裂纹故障产生的原因,对包含燃气在冲击式涡轮腔内形成的旋转激励与盘行波模态耦合谐振在内的盘的各种可能的耦合谐振进行了分析研究。在其它耦合谐振的可能性被排除后,将前者作为研究重点,并给出发生此种行波谐振的危险耦合转速范围计算公式。对某发动机大量热试转速数据作了分析,给出判断此类耦合谐振的判断依据。