电解抛光及电解浸蚀试验方法在轻合金研究中的初步应用

电解抛光及电解浸蚀试验方法可以部分地代替常用的机械抛光方法成功地用于轻合金金相磨片的制备。本文介绍了一些可用于铝合金及镁合金电解抛光及电解浸蚀的电解液成分、操作规范及影响因素。文中用较多的金相图片说明这种试验方法可用来研究铝、镁合金的晶粒度、枝晶偏析及形变组织。最后还介绍了铍青铜金相磨片的电解抛光及电解浸蚀方法。     

GH40钢不同热处理状态下电解加工的金相观察

GH40钢电解加工叶片是由冷拉方钢生产的。供应状态的方钢具有良好的表面质量。但在电解加工中,经常出现一些问题,即同一GH40钢材料,在不同的热处理状态下,电解加工出来的叶片表面质量相差很大,有些叶片的表面腐蚀严重,以致影响使用。为保证叶片质量,对不同热处理状态下的 GH40冷拉方钢进行了电解加工试验和金相观察,本文概述对试验结果进行的分析。     

盐雾环境对复合材料修复铝合金板疲劳性能的影响

采用单向碳/环氧复合材料补片真空袋压工艺单面修复含中心裂纹铝合金板,进行0-1700h盐雾梯度腐蚀试验,测试并对比分析了各腐蚀时间结点上试件修复前后的疲劳性能,从疲劳寿命、疲劳临界裂纹长度和Paris公式材料常数(C和m)的变化三个方面考察不同盐雾腐蚀深度对铝合金裂纹板修复前后的疲劳性能差异。结果表明:碳/环氧补片胶接修复铝合金板能大幅度提高疲劳寿命,且未经修复的裂纹板在腐蚀1700小时后疲劳寿命下降53.8%,而修复板仅为38.6%。修复板疲劳裂纹临界长度acr大于未修复裂纹板,且随盐雾腐蚀时间延长,裂纹板和修复板acr变化不大,可作准判据使用。由试验数据得到的不同腐蚀时间上试样的材料常数C和m随腐蚀时间延长而减小。利用Paris公式可较好拟合铝合金板疲劳寿命及Paris区内的疲劳裂纹扩展行为,但疲劳寿命预测值与实际值的差异由未经腐蚀时的5%左右增大到腐蚀1500h时的10%左右。     

试样表面应力对钢中残余奥氏体含量影响的探讨

本文着重探讨了试样表面应力对残余奥氏体测试的影响。结果表明:对同一块试样施加应力后测得的残余奥氏体量与经电解抛光、消除应力后测得的残余奥氏体量有差别,试样表面存在应力时比消除应力后的残余奥氏体量低。因此,采用X射线衍射仪测定钢中残余奥氏体时,表面状态很重要,务必经电解抛光后再进行测量,方能获得比较精确的结果。     

18Cr2Ni4WA钢渗碳层深度的测定

用金相法测定合金钢渗碳层深度时，试样通常为退火状态。18Cr2Ni4WA钢作为一种高淬透性渗碳钢，其试样经退火、正火及普通淬火后均难以测定渗碳层深度，只有经过等温淬火使渗碳层获得淬火马氏体（白色）组织，心部获得回火马氏体（黑色）组织，才能可靠地进行渗碳层深度的测定。     

23NiCo钢的氢脆敏感性研究

采用电解充氢和三点慢弯曲试验方法研究了２３ＮｉＣｏ钢的淬火态以及２００℃、４５０℃、４８２℃和６００℃回火处理的试样的氢脆敏感性。结果表明，２３ＮｉＣｏ钢的氢脆抗力与组织中奥氏体的形态、分布有关。４８２℃回火，在马氏体板条边界形成薄膜状的逆转奥氏体，钢的氢脆抗力有大幅度的提高。此时，延长充氢时间（４～１０ｈ）对断裂行为没有影响。     

预腐蚀和交替腐蚀作用下航空铝合金多轴疲劳行为及寿命预测

飞机在腐蚀环境下服役时,损伤形式为地面腐蚀与空中疲劳交替过程。依据该工况特点,研究了预腐蚀和交替腐蚀作用对2024-T4和7075-T651两种航空铝合金多轴疲劳行为的影响规律。结果表明：等效应力恒定时,随着预腐蚀时间增加,试样表面蚀坑数量和密度增加,腐蚀影响权重增大,2种铝合金多轴疲劳寿命均降低;交替腐蚀-多轴疲劳试验中,单位加载周次恒定时,单位腐蚀时间增加导致多轴疲劳寿命下降,试验过程中随着交替级数的增加,试样表面腐蚀程度加剧;基于Miner模型和预腐蚀疲劳寿命数据,提出修正的损伤累积模型,进行交替腐蚀-多轴疲劳寿命预测,寿命预测值基本位于2倍分散带内。     

30CrMnSiNi2A的KIC试验研究

为确定30CrMnSiNi2A材料的主梁和横梁在淬火后σ_b超过1765MPa时对K_IC的影响,在零件上选取试样,用两种热处理规程进行淬火,测试各试样的K_IC值。试样结果表明,30CrMnSiNi2A材料淬火后,σ_b≤1815MPa时K_IC值仍可保持高韧度。同时,分析得出了,改变热处理工艺规程后对材质机性包括K_IC的变化趋势,这对设计和工艺都有实用价值。试验结果还显示了冲击韧性a_γ与平面断裂韧性K_IC并无必然的关系。提示我们对材料韧性应作深入探讨。     

“聚醚淬火介质应用的研究”(下)

三、聚醚在铝合金淬火件上的应用试验铝合金与钢一样,当淬火时零件会发生变形,特别是厚度小的鈑金件,淬火变形甚大,能否消除或减少淬火变形,省去校形工作,对提高劳动生产率,减轻劳动强度,降低生产成本,具有很大意义。由于聚醚水溶液具有逆溶性,淬火时能在零件表面生成隔离膜,使冷却趋于均匀。同时又可用浓度来控制冷却速度的大小。所以对减小铝合金鈑金件的淬火变形亦当有效。     

形变热处理对147铝合金板材抗腐蚀性能的影响

本文介绍了用147铝合金板材试样,研究了形变热处理对合金抗腐蚀性能的影响。试验研究结果证明,形变热处理能明显地改善147铝合金的抗晶间腐蚀性能。板材试样经淬火后,即使冷加工变形量仅为1.5%左右,人工时效后,也能使板材的抗晶间腐蚀能力得到较大提高。用薄膜试样在高压透射电镜上进行观察分析结果证明,147铝合金板材试样淬火后的冷加工变形,强烈地改变了合金在随后人工时效过程中第二相的析出过程和特征,这是形变热处理能改善147铝合金抗晶间腐蚀性能的主要原因。     

LY12CZ预腐蚀疲劳研究

用LY12CZ板材加工的试样分别作疲劳性能和预腐蚀疲劳性能实验,对试样的断口进行了宏观和微观的形貌观察,分析了预腐蚀不同时间对LY12CZ试样疲劳性能的影响.实验结果表明,随着腐蚀程度的加深,LY12CZ的疲劳寿命降低.预腐蚀5h,24h,168h,216h时后的试样疲劳寿命比未腐蚀的疲劳寿命分别下降了84.5%、92...     

高温合金板材表面的热腐蚀行为

在我公司发动机批生产中,多次发现某些高温合金制造的零件,在工序间或最终热处理后,表面产生了腐蚀缺陷。腐蚀的形态多呈麻坑或虫蛀状。多次成批报废。 为找出产生腐蚀的原因,进而排除这类故障,我们进行了一系列故障再现试验。 一、故障分析及试验方案的选择 据分析,产生腐蚀故障可能与下列因素有关: 1.供货钢厂生产管理不善,板材表面被碱、酸等污物沾污。 2.钢厂在热处理时,加热用煤气中含有少量煤焦油,喷在板面上形成污点。 3.零件加工、周转中沾染污物。 4.电解抛光时可能产生不均匀电解腐蚀。     

镀锌钢压印接头热处理后拉剪强度及组织形态

通过搭建局部热处理试验装置,对镀锌钢压印接头部位进行火焰淬火处理。然后对试件进行力学性能测试,制备金相试样观察分析经过局部热处理后接头显微组织,并对比热处理前后组织的显微硬度。结果表明:火焰淬火使接头失效时颈部撕裂程度变大;拉剪强度提高16.7%;经过火焰淬火处理接头部位材料组织呈现为板条状马氏体,该组织较未经过热处理的组织显微硬度提升了12.1%。     

防护涂层对Ni3Al基合金IC6AE微观组织和抗腐蚀性能的影响

采用料浆法和粉末包埋渗法在Ni3Al基等轴晶合金IC6AE上分别制备了Al-Si和NiCr-CrAl涂层,并对Al-Si和NiCr-CrAl涂层及不加涂层的IC6AE合金三种试样进行900℃/20h,40h,60h,80h,100h的涂盐(5wt%NaCl 95wt%Na2SO4)抗腐蚀性能试验.试验结果表明,与Al-Si涂层试样和无涂层IC6AE合金试样相比,NiCr-CrAl涂层试样表现出最好的抗热腐蚀性能;与无涂层的IC6AE合金试样相比,Al-Si涂层试样的抗腐蚀性没有明显的改善.微观结构分析表明,无涂层的IC6AE合金在900℃时经过几个小时后就遭到了严重的腐蚀破坏.涂盐腐蚀100h后,表面生成了一层主要由Mo,Ni的氧化物组成的多孔无保护性的疏松层.对于Al-Si涂层的试样,900℃/100h腐蚀后试样表面生成了大量Mo,Ni的氧化物,此外还有少量Al2O3及NiAl3相,这些相对样品有一定的保护作用.涂覆NiCr-CrAl涂层的样品经900℃/100h腐蚀后,试样表面主要生成了连续致密的Al2O3及NiAl2O4层,并有少量的Mo,Ni的氧化物,因此对合金有着较好的保护作用,抗腐蚀性能得到了显著改善.     

高速钢丝锥刀齿的电解强化工艺的试验研究

为了消除或减少丝锥刀齿存在的锋刃、锯齿刃及表面的凹坑、裂纹等缺陷,提高刀齿的强度和耐磨性,特研制了丝锥刀齿的电解强化装置,并对高速钢丝锥进行了电解强化工艺研究,得到了电流密度、极间距离、电解时间及电解液温度对丝锥表面粗糙度的影响规律.强化后丝锥的攻丝试验结果表明,强化后丝锥刀齿消除或减少了锯齿刃,形成了具有一定钝圆半径的倒圆刃,丝锥刀齿的表面质量大大改善.     

超高强度钢30Cr3SiNiMoVA的氢脆及应力腐蚀开裂敏感性

本文研究测定了30Cr3SiNiMoVA钢的氢脆敏感性和抗应力腐蚀开裂性能,试验结果表明:超高强度钢30Cr3SiNiMoVA淬火态和淬火回火态的试样经渗氢镀镉处理后,100小时未断的临界应力值σ_c分别为118和120kgf/mm~2,σ_c/σ_(bH)比值分别为0.56和0.57,对氢脆较为敏感。去氢处理后性能有所改善。用表面裂纹法测定该钢在0.5％K_2Cr_2O_7水溶液中的应力腐蚀临界强度因子k_(Is)cc为73kgf/mm~3/~2,K_(Is)cc/K_(Ic)为0.28,该钢在0.5％K_2Cr_2O_7水溶液中应力腐蚀开裂是敏感的。     

铝合金焊接接头预腐蚀强度特性及预测

为保证航空航天器中贮存腐蚀溶液的焊接结构的耐久性,有必要对焊接接头预腐蚀强度特性进行研究.首先进行2219-T87铝合金焊接接头试样在酸性模拟溶液中的腐蚀试验,获取焊接接头和母材的腐蚀性能数据;根据腐蚀试验数据,结合焊接接头局部力学试验数据,采用有限元方法对焊接接头预腐蚀强度和断裂位置进行预测;通过焊接接头预腐蚀拉伸试验对预测结果进行验证.研究结果表明:焊接接头腐蚀性能最主要的特点是焊缝区、热影响区和母材的腐蚀性能存在显著差异;腐蚀性能是影响焊接接头预腐蚀强度的重要因素,且其影响随着腐蚀时间的增加而逐渐增大,导致长时间腐蚀的试样在拉伸试验中的断裂位置由力学性能薄弱的熔合区转移到腐蚀性能薄弱的母材区;所提出的预测方法具有试验规模小、结果准确且适应性强的优点.     

应力腐蚀和氢致裂纹机构

 用抛光的恒位移试样对不同强度的四种低合金钢在各种致氢环境（如电解充氢,H₂和H₂S气体,水.H₂S水溶液等）下,跟踪观察了应力腐蚀裂纹和氢致滞后裂纹的产生和扩展过程。结果表明,当钢的强度和K₁大于临界值后,在任何一种致氢环境中都能产生氢致滞后塑性变形,即随着原子氢的扩散进入,原裂纹前端塑性区及其变形量逐渐增大。当这个氢致滞后塑性变形发展到临界状态时,就会导致氢致滞后裂纹的形核和扩展。 用光滑拉伸试样,弯曲试样,Ⅰ型,Ⅲ型以及Ⅰ-Ⅲ复合型预裂纹试样研究了氢对表观屈服强度的影响。结果表明,对光滑拉伸和预裂纹扭转试样,氢对屈服强度的影响是不明显的。但如试样中存在拉应力梯度（如弯曲试样,Ⅰ型或复合型预裂纹试样）,当钢的强度和进入的氢量超过临界值时,氢就能明显地降低表观屈服强度,这就是氢致滞后塑性变形的原因。根据表观屈服强度对进入的氢量和强度的依赖关系,可以解释K_lscc和da/dt对强度和环境的依赖关系。 研究了变形速度,试验温度以及预先塑性变形程度对氢致表观屈服强度下降的影响。在此基础上探讨了氢使表现屈服强度下降的原因。     

局部包铝层对铝合金疲劳板材盐雾环境中点腐蚀的影响

研究了在3.5%NaCl水溶液(质量分数,下同)中性盐雾环境中,带有局部包铝层的2024和7B04高强铝合金轴向疲劳板材光滑试样的腐蚀.发现疲劳试样表面的局部包铝层不仅保护其覆盖区域不被腐蚀,同时也间接减轻了其未覆盖区域的腐蚀程度.这主要是由于局部包铝层的存在减小了其未覆盖区域的腐蚀面积,而铝合金腐蚀面积的减小会造成腐蚀程度降低.腐蚀面积的变化对2024铝合金影响较小,造成腐蚀深度的减小;对7B04铝合金影响较大,可以使其不发生点腐蚀.     

新淬火状态硬铝合金板的成形性能及数值模拟

研究了铝合金退火状态和新淬火状态下的成形性能,给出了主要成形性能指标与自然时效及预变形的关系,表明在新淬火状态一定时间内,铝合金仍然具有良好的成形性能,淬火前的变形和淬火后的时效过程将降低成形性能;通过退火状态和新淬火状态材料成形的数值模拟对比,表明新淬火状态材料成形具有以下特点:新淬火状态材料成形需要更大的力能参数,残余应力和回弹较大,成形后变薄较小,厚度分布较均匀,随着时效时间增加和淬火前变形的增加,成形力、厚度变薄和回弹增大.