可重复使用运载器舵轴裂纹扩展寿命分析

针对可重复使用运载器舵轴中应用的30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种典型材料,开展了裂纹扩展速率测试,确定了其裂纹扩展参数;基于扩展有限元方法,建立了30CrMnSiA及0Cr17Ni4Cu4Nb两种材料平板结构的裂纹扩展寿命预测模型,预测结果与试验结果吻合良好。建立了含初始1mm裂纹的重复使用运载器舵轴裂纹扩展模型,确定了其裂纹扩展寿命,分析模型和结果可用于指导该类结构的损伤容限设计。     

渗氮处理对TC4钛合金性能的影响

为了在钛合金螺纹表面形成完整的膜层,提高材料耐磨性能,采用金相形貌分析、硬度和强度分析等手段研究了TC4钛合金渗氮过程参数对微观结构及性能的影响。试验结果表明,随着渗氮温度从700℃升至850℃,材料抗拉强度从1 026 MPa降低至930 MPa;延伸率随着温度升高而逐渐增高;表面硬度从529 HV上升至826 HV,相比于渗氮前280 HV,硬度有大幅度的提高;而保温时间从8 h增加至20 h,对材料的硬度和形貌影响较小,按照此工艺可以在钛合金零件表面形成完整的膜层;钛合金硬度的提高主要是因为表面形成了由Ti₂N和α-Ti组成的渗氮改性层表面。     

合金元素的添加对Fe3Al基合金有序转变温度的影响

用电阻法研究了Cr,Mo和Nb等常用合金元素的添加对Fe3Al基合金有序转变温度Tc的影响，结果表明，Fe3Al材料本身的进一步有序化和沉淀相的溶解使其R－T曲线出现反常现象。Cr的含量对三元Fe-Al-Cr合金中Tc温度无显著影响，将Mo.Nb加入到Fe3Al中会导致其Tc温度增加，在四元Fe-Al-Cr-Mo合金中，Mo和Cr的良好匹配能有效地提高Fe3Al的Tc温度。     

Fe3Al基合金拉伸和蠕变性能的改进

研究了合金化对Fe3Al力学性能的影响,结果表明加入微量的Ce对提高Fe3Al基合金室温塑性非常有效果.通过X-射线光电子能谱表层分析证明了微量Ce的加入改变了氧化物的化学组成,从而使试样表面快速钝化.用W,Ni或者Mo,尤其是W与Ni或者W与Mo复合合金化可以使Fe3Al基合金的高温强度和蠕变抗力明显提高.W、Ni或者Mo的加入会明显改善合金的微观组织,它们在合金中能够形成含有W的类似M6C碳化物形式的沉淀相.     

粉末冶金Ti-6Al-4V固溶时效热处理工艺研究

对采用热等静压工艺制备的粉末Ti-6Al-4V合金的固溶时效热处理工艺进行了研究,探讨了不同的固溶温度、时效温度及时效时间对该合金材料力学性能的影响。结果表明,当固溶时效工艺为935℃ 36min 水淬、470℃ 6h 空冷时,该合金材料的综合力学性能较佳,这说明固溶时效热处理参数的合理选择对于进一步地提高Ti-6Al-4V粉末冶金件的力学性能起着重要作用。     

W18Cr4V钢稀土硫氮碳共渗对性能的影响

对W18Cr4V钢进行了稀土硫氮碳共渗研究。采用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针等对共渗层的组织和结构进行了分析，并对渗层的硬度和耐磨性进行了测量。结果表明：W18Cr4钢经稀土硫氮碳共渗后表面形成了FeS,Fe3(CN)等化合物，稀土共渗提高其硬度和耐磨等性能。     

固溶时效对热等静压制备的TC4钛合金性能的影响

采用热等静压工艺对Ti一6A1—4V(简称TC4)雾化预合金粉的粉末冶金技术进行了研究,采用不同的固溶温度、时效温度以及时效时间,研究了热处理工艺对TC4钛合金组织和性能的影响。结果表明,采用预合金粉工艺制备的Ti一6A1—4V粉末钛合金材料力学性能良好,于965℃固溶并采用水冷,然后在470℃时效,试样具有优良的力学性能,适宜冷加工生产。     

不同温度下TC21钛合金等离子表面渗Cr层的摩擦磨损性能

为提高TC21合金的摩擦磨损性能,采用双辉等离子冶金技术在TC21合金表面制备渗Cr改性层,利用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM),能谱仪(Energy dispersive spectromenter,EDS),显微硬度仪和划痕仪等研究了渗Cr层的组织形貌特征、硬度及结合强度,并 在20,300,500 ℃条件下使用摩擦磨损试验机对基体及渗Cr层的摩擦磨损性能进行对比、探究,并分析磨损机理。结果表明：渗Cr层厚度为30μm,均匀致密,与基体结合力至少能承受64 N的垂直载荷;改性层表面硬度超过1 000 HV0.1,约为基体的3倍;TC21合金渗Cr后,不同温度下的减摩性能和耐磨性能均得到提高。在室温下TC21基体磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,而渗Cr层的磨损机理主要是磨粒磨损;500 ℃时基体粘着磨损和氧化磨损程度变得更加严重,渗Cr层磨损机理是剥层磨损和氧化磨损。      

金属材料摩擦挤压合金化研究

本文以LF6铝合金作为基材，Ni粉作为合金化添加粉末，试验用摩擦挤压的方法进行金属材料的合金化。利用X射线衍射仪及Topas（2）X射线分析软件进行物相分析。并测试了合金化区域的显微硬度。结果表明：摩擦挤压区域有Al3Ni以及AlNi3化合物生成，并且发现生成的金属间化合物Al3Ni含量高于AlNi3化合物含量；生成的Al3Ni和AlNi3的晶格常数增大，晶粒尺寸细小，几乎达到亚微米级；生成Ak3Ni的显微硬度达到520HV。研究结果表明：用摩擦挤压的方法能够实现金属材料的合金化。     

时效处理状态下7055铝合金的微观结构演变

采用透射电子显微镜对固溶单级时效处理7055铝合金中的沉淀相进行了研究。在时效1 h内,Guinier-Preston(G-P)区即在{111}面上形成并具有片状结构,随着时效时间增加,G-P区逐渐长大。η′亚稳相也在G-P区形成不久即析出,它们是具有沿{110}方向,呈成分调制的结构。G-P区和η′相的析出是铝合金在时效过程中强度和硬度迅速上升并达到峰值的主要原因。在时效达到4 h时,η相便析出,它们与基体存在[1-10]η//[110]Al,(001)η//(111)Al的取向关系。G-P区含量减少和η相长大引起铝合金强度和硬度的降低。