表层材料硬度检测及结果的对比分析

针对表层材料硬度检测中常用的几种显微硬度仪以及近年来发展的同乡会米压痕技术，对比分析了各种硬度仪的特点及其使用范围，着重指出了显微硬度仪与纳米压痕仪的定义在物理本质上的差别。最后针对最常用的维氏显微硬仪与目前先进的纳米压痕技术，利用有限元数值模拟并结合纳米压痕实验数据，给出了两种硬度值在数量上的关系。     

新淬火状态铝合金2A12薄板V型弯曲回弹及硬度研究

对采用新淬火自然时效1h、2h、4h、8h12h、24h的铝合金2A12板料分别进行单向拉伸试验测出不同时效时间的材料属性;采用V型弯曲试验测量不同时效时间的回弹;采用钢球坠落试验测量其不同时效时间的硬度变化。针对不同的V型弯曲试验状态进行了有限元模拟计算分析,并与试验结果进行对比分析。     

韦氏硬度计算公式分析及铝合金标准韦氏硬度块设计

研制数字式铝合金韦氏硬度计,必须依据正确的韦氏硬度计算公式,并采用适合的铝合金韦氏标准硬度块进行校准与标定。本文依据实验结果指出了目前使用的韦氏硬度计算公式和铝合金韦氏标准硬度块存在的差错和缺陷,提出了新的韦氏硬度计算公式,并设计和制造了新的铝合金韦氏标准硬度块。以上成果已经成功应用于数字式铝合金韦氏硬度计的研制。     

“非均匀性”材料的硬度测试

通过列举和分析典型“非均匀性”材料硬度测试中遇到的问题,提出了对“非均匀性”材料硬度测试的新方法。     

镍基高温合金GH4169磨削参数对表面完整性影响

研究了用单晶刚玉砂轮磨削镍基高温合金GH4169时,磨削参数对表面完整性中的表面特征(表面粗糙度、表面形貌、表面显微硬度和表面残余应力)的影响,以期优化磨削参数.砂轮速度依次选择15,20,25m/s,磨削深度分别选择50,100,150μm,工件速度分别选择5,10,15m/min.研究结果表明:表面粗糙度对工件速度的变化最敏感,表面显微硬度对砂轮速度变化最敏感,表面残余应力对砂轮速度变化最敏感;同时表明了磨削参数对磨削表面形貌、显微硬度梯度、微观组织、残余应力梯度的影响,揭示了表面完整性中的变质层形成规律.其塑性变形层在5～10μm,显微硬度变化影响层为80～100μm,残余应力影响层厚度为80～200μm,其为磨削镍基高温合金表面完整性控制研究提供相关的实验数据基础.      

Nb-10Si合金室温断裂韧性研究

利用真空电弧熔炼制备了处于亚共晶区的Nb-10Si-xMo(x=5,15)复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了在1200℃退火100h后复合材料的微观组织形貌、相组成和断口形貌,并测定了Nb-10Si-Mo复合材料的显微硬度。用单边切口悬臂梁法(SENB)研究了加入合金元素后复合材料室温韧性的变化。深入分析了合金元素对材料韧性相变形行为和复合材料室温断裂韧性的影响。     

管嘴密封圈损伤失效分析

某型飞机地面检查时发现液压油滤管嘴附近有液压油渗漏,分解检查发现管嘴端面上的密封圈有啃蚀、磨损掉块现象。通过对密封圈损伤部位的宏观和微观形貌检查,结合密封结构特点和受力特性,对密封圈进行硬度测试和受力分析,结果表明密封圈的失效形式为间隙咬伤,与密封圈硬度偏低和端面配合间隙偏大有关。     

增材制造γ–TiAl合金超声喷丸表面完整性数值及试验分析

为探究超声喷丸对增材制造γ–TiAl合金表面完整性的影响特性,验证有限元数值模型的可行性,以电子束熔化制备的γ–TiAl合金试样为研究对象,建立超声喷丸三维有限元模型,对不同喷丸参数下试样表面粗糙度及应力场分布进行仿真分析。采用不同喷丸参数对试样表面进行0.15 A、0.25 A两种喷丸强度的超声喷丸试验,揭示喷丸工艺对电子束熔化γ–TiAl合金微观形貌、残余应力分布、表面粗糙度及显微硬度等表面完整性的影响规律,验证仿真模型的有效性。结果表明,超声喷丸处理后,试样表层晶粒尺寸得到细化,产生了由表层至深层的晶粒尺寸梯度变化,形成了约150～250μm深的残余压应力层;此外,相同弹丸直径下,提高喷丸强度可显著增加试样表面粗糙度均值的分布,相同喷丸强度下,增加弹丸直径可有效降低试样表面粗糙度;超声喷丸试样表面显微硬度相对未喷丸试样表面（305HV）提高显著,最大显微硬度均出现在距离表层最近的测量点位置,其影响层深度可达300～500μm。     

修理工艺对K403榫头渗铝叶片疲劳性能的影响

某型航空发动机涡轮叶片榫头渗铝,导致叶片疲劳性能下降,无法满足使用要求。为了提高叶片的疲劳性能,设计了修理工艺,对修复后的叶片进行硬度检测、振动疲劳试验和疲劳断口金相分析,以研究修理工艺对叶片硬度影响层深度、振动疲劳寿命和裂纹萌生扩展的影响,试验结果证明了修复后叶片的疲劳寿命满足使用要求。