航空发动机用新材料——16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢

综合介绍了新型齿轮钢--16Cr3NiWMoVNbE钢的性能、热工艺及其在航空发动机上的应用.该钢具有淬透性高、晶粒长大倾向低等优异的综合性能,其使用温度可达350℃.该钢的研制成功,满足了我国新一代航空发动机对齿轮材料的需求.     

高性能发动机附件传动齿轮及齿轮材料浅析

通过研究某高性能发动机附件传动系统的结构特点、传动关系、工作条件和对材料的基本要求，分析了国内外几种发动机传动齿轮用材料的差别。列举了国内几种发动机传动齿轮故障及其后果的实例；阐述了尽快研究和发展齿轮材料技术的意义；同时对齿轮材料技术的研究和发展提出了建议。     

第三代航空齿轮钢圆柱齿轮弯曲疲劳强度性能测试分析

以第三代航空齿轮钢圆柱齿轮的弯曲疲劳性能作为研究对象,修正了国标（GB）给出的齿轮弯曲夹具计算公式,设计了弯曲疲劳试验用圆柱齿轮参数,并对该材料的齿轮进行了弯曲疲劳试验。通过对试验结果数据采用对数正态分布、二参数威布尔分布数据处理方法对试验数据进行了处理,得到了该材料的试验齿轮弯曲疲劳极限及可靠-应力-寿命（R-S-N）曲线,同时与9310钢（第一代）齿轮的性能进行了对比分析。结果表明:在置信度为95%、可靠度为99%的情况下,9310钢圆柱齿轮的弯曲应力极限为602 MPa,第三代航空齿轮钢圆柱齿轮钢的弯曲应力极限为687.6 MPa,第三代齿轮钢的齿轮弯曲疲劳性能相对于9310钢疲劳性能提高了14.2%,该材料在航空齿轮传动齿轮的弯曲疲劳特性方面体现出较大的优势。      

科技信息

1用计算机辅助系统开发韧性高的不锈钢和表面硬化的齿轮钢美国西北大学的工业研究实验室使用集成的计算机辅助系统设计新的合金体系，从而开发出韧性更高的不锈钢和表面硬化的齿轮钢。在计算机辅助设计过程中，首先分析材料系统。通过分析结出标明所希望的性能、成分和组织与工     

水射流技术引领先进材料的发展

美国佛罗里达州立大学高性能材料研究所开发了一种强度比钢大250倍、重量比钢轻10倍、硬度比钻石大2倍以及具有超高导电、导热性能的高性能复合材料.并有望实现商业化生产. 随着实验室研究到商业化生产的时间越来越短,这种新的材料将导致世界制造业(从生产更高效节能的飞机到改善设备防护)的演变.     

航空渗碳齿轮钢的迭代发展

对航空动力传动系统渗碳齿轮材料的代际发展、组分特征与强化机制进行综述。第一代渗碳齿轮钢为低碳中低合金钢，渗层组织通过Fe₃C型碳化物进行表面硬化，因合金化元素含量低，第一代渗碳齿轮钢回火抗力差，普遍服役温区≤200℃。在第一代渗碳齿轮钢中，16Cr3NiWMoVNbE材料碳化物形成元素含量相对较高，通过临界饱和渗碳工艺方法，该材料可进阶为第二代渗碳齿轮钢进行宽温域服役。第二代渗碳齿轮钢为低碳中高合金钢，通过进一步提高合金化程度，适当提升抗回火能力较强的Mo元素含量，基体回火时，可析出部分回火抗力较高的M₂C强化相，整体服役温区提升至≤350℃。第三代渗碳齿轮钢为低碳超高合金钢，借助计算材料学，充分发挥出“二次硬化”强化基体效果，能够在500℃以下温区长期服役。现有合金结构钢体系的强化机制，无法避免500℃以上高温长期服役的强度快速衰减问题，下一代渗碳齿轮材料，将以抗氧化性能优异的铁基合金为基础进行研制。     

GT-35钢结硬质合金的自由锻造

为了提高冷作模的使用寿命,我厂从1982年开始,使用GT35钢结硬质合金取得了显著经济效益。GT35钢结硬质合金,是一种以合金钢为粘结剂,以碳化钛(TiC)为硬质相,用粉末冶金制成的一种工装模具材料。TiC是一种高熔点,又硬又脆的化合物,它在钢结硬质合金材料中,使材料具有高硬度、高耐磨性。 GT35具有可锻性,通过锻造加工之后,可提高金属的致密度,改善钢的组织。另外,可以达到一定的几何形状,以满足尺寸的要求。     

高性能铜钢双金属多孔转子热等静压扩散连接技术

铜钢双金属转子是航空航天型号伺服系统液压泵的核心部件,随航空航天型号液压泵性能不断发展,对转子的性能及可靠性提出了更高的要求。航天材料及工艺研究所于2004年起开展了高性能铜钢双金属多孔转子热等静压扩散连接技术研究。2011年10月21日,中国航天科技集团公司组织技术专家对"高性能铜钢双金属多孔转子热等静压扩散     

浅齿轮齿根激光冲击强化试验和仿真研究

为探究激光冲击强化对高强度钢齿轮齿根表面及内部残余应力的影响,使用ABAQUS软件对齿轮齿根进行了激光冲击强化模拟仿真,并通过试验对该仿真模型进行了验证。结果表明,所建立的齿轮齿根激光冲击强化有限元模型可以较好地预测实际激光冲击强化结果,准确揭示激光冲击强化作用规律。同时,根据残余应力分布情况可知,激光冲击强化可使高强度钢齿轮齿根产生明显的残余压应力层,但不同方向残余压应力分布略有不同,平行于齿根路径方向的平均残余压应力大于垂直于齿根路径方向的平均残余压应力。     

航天用高性能金属材料的新进展

航天技术发展推动着高性能金属材料的进步。本文对航天用高性能铝合金（包括铝锂合金）、钛合金、铍合金、超高强度钢、高温合金、钛铝金属间化合物的新进展作简略介绍。     

超高强度钢起落架锻造成形仿真与工艺试验

采用Deform 3D有限元软件对23Co13Ni11Cr3Mo超高强度钢起落架锻造成形过程进行了数值模拟,研究了不同工艺参数对起落架成形的影响。通过锻造成形实验,验证工艺方案的可行性及合理性。研究结果表明:适当增加变形温度,可有效降低材料的变形抗力,增强材料在模腔中的流动性;成形速度影响锻件的变形均匀性,减小成形速度可以改善飞机起落架的性能。     

Feasibility study of creep feed grinding of 300M steel with zirconium corundum wheel

The ultrahigh strength 300M steel has been commonly used in the manufacture of aircraft landing gear and rotor shaft parts due to its excellent mechanical properties. Creep feed grinding is one of the essential operations during the whole component manufacturing processes. In this work, the feasibility of creep feed grinding of 300M steel by using the hard zirconium corundum wheel was theoretically and experimentally evaluated. A variety of responses including grinding forces, temperature fields...     

赵振兴院士访谈

2009年4月13日,赵振业院士（上图左）接受了本刊编辑部主任李华文（上图右）的专访。在访谈中,赵院士介绍了应用于WP7、WJ6等发动机压气机叶片和盘的不锈钢GX-8（1Cr12Ni2WMoVnbA）的研制历程,指出该钢的研制融合了西方国家和前苏联合金钢的设计思路,兼具高耐热性和高冲击韧性;介绍了中国第1个航空中温超高强度钢GC-19（38Cr2Mo2VA）的研制历程,指出该钢的应用使得中国制造的飞机后机身构件具有超高强度的设计目标得以实现;介绍了为解决一直困扰中国制造的飞机起落架寿命短的问题而研制的国产300M钢,指出该钢的研制成功使中国飞机起落架用超高强度钢从此走上了双真空高纯熔炼之路,进而使中国飞机起落架从此走上了长寿命、高可靠性之路;最后介绍了中国尚未进行重点研究发展的轴承齿轮钢在国外的研制情况。     

热处理对9 Cr13 Mo3 Co3 Nb2 V组织与硬度的影响

采用金相分析、硬度测试等技术手段,研究热处理对马氏体不锈钢9Cr13Mo3Co3Nb2V组织和硬度的影响。结果表明：9Cr13Mo3Co3Nb2V经淬火、冰冷处理及多次回火后,残余奥氏体充分转变为回火马氏体,并产生较强的二次硬化效果,进而获得稳定的组织和高的硬度;在350℃以上回火时,由于组织中二次碳化物的析出,开始出现二次硬化倾向,至480~520℃时,回火硬度达到了最大值。     

高硬度内齿面的精密插齿工艺

分析了高硬度内齿面精密插齿工艺的关键因素;采用碳氮化钛涂层的硬质合金结构插齿刀,实现了高硬度零件内齿面的6级插齿加工;通过试验优化插齿切削参数,提升了零件加工质量和效率,降低了加工成本。     

新型二次硬化高Co──Ni超高强度钢强韧化机制的研究

研究了二次硬化型超高强度钢23NiCo的显微组织及其强韧化机制。结果表明,430℃回火,马氏体分解形成大量的渗碳体,粗大渗碳体粒子分布在板条边界,合金的韧性最差。440～455℃回火,位错上有细小碳化物的析出共格区,合金的强度最高。482℃回火,片状渗碳体含量减少以及在板条边界形成薄膜状的逆转奥氏体,合金的韧性迅速增加。高温回火,M2C粗化失去与基体的共格关系,钢的强度下降。     

稀土对高碳高速钢组织和性能的影响

在成分为Fe-5% V-5% W-5% Mo-5% Cr-3% Nb-2% Co-2% C的高碳高速钢中添加稀土,研究了稀土对高碳高速钢铸态组织、热处理组织和力学性能的影响.结果显示:稀土处理使高碳高速钢的奥氏体晶粒和共晶组织明显细化,共晶组织中片层状碳化物变短、变细.热处理后,共晶碳化物大部分变成团球状且分布均匀.稀土处理高碳高速钢的硬度和红硬性略有增加,冲击韧性提高37.81%,达到10.17J/cm2,分析了稀土在高碳高速钢中的作用机理及改善合金性能的机制.     

Fabrication of Diamond-like Carbon Films by Ion Assisted Middle Frequency Unbalanced Magnetron Sputtering

Diamond-like carbon (DLC) films are deposited by the Hall ion source assisted by the mid-frequency unbalanced magnetron sput-tering technique. The effects of the substrate voltage bias, the substrate temperature, the Hall discharging current and the argon/nitrogen ratio on the DLC film’s performance were studied. The experimental results show that the film’s surface roughness, the hardness and the Young’s modulus increase firstly and then decrease with the bias voltage incrementally increases. Also when the substrate temperature rises, the surface roughness of the film varies slightly, but its hardness and Young’s modulus firstly increase followed by a sharp decrease when the temperature surpassing 120 ℃. With the Hall discharging current incrementally rising, the hardness and Young’s modulus of the film decrease and the surface roughness of the film on 316L stainless steel firstly decreased and then remains constant.     

超高强度钢滚道的精密成形磨削工艺

介绍一种超高强度齿圈的滚道精密成形磨削的工艺。该工艺通过改进测量方法,减小零件滚道的测量误差,通过细化工艺流程、制定关键作业说明书,控制加工过程的误差,提升滚道的质量,实现了批量生产时内外滚道的互换性。