基材类型对钛合金电子束熔丝沉积成形的组织与硬度的影响

采用TC4钛合金焊丝,在α钛合金、α+β钛合金和β钛合金表面进行电子束熔丝沉积增材成形试验,研究了异种材料增材成形时基材对成形层及附近材料的显微组织和硬度的影响规律。结果表明:成形层的宏观组织均是沿成形高度方向外延生长的粗大柱状晶,基材类型对柱状晶的尺寸有较大影响,TB5为基材时柱状晶尺寸较小;成形层的微观组织为典型的网篮组织,但以TA3为基材的成形层中α片层较为粗大且无马氏体α’相,以TC4为基材的成形层中片层α相的尺寸较小,而以TB5为基材的成形层中有α’相析出,且越靠近基材,α’相的尺寸越小,数量越多。在基材原表面附近的基材内部有一层过渡区域,其中部分金属在成形过程中被熔化。熔化区尺寸与基材类型有关,以TA3为基材时熔化区最小;过渡区内材料的硬度发生明显变化,尤其是以TB5合金作为基材、表面沉积TC4合金时,该区域的显微硬度高于TB5和TC4合金的硬度。研究表明,基材的热物理性能对成形过程中热传导的影响、合金元素含量对材料组织转变的影响,是过渡区域内熔化区尺寸、成形层与过渡层中组织与硬度变化的主要影响因素。     

氧化处理工艺对无缝钢管顶头性能的影响

对无缝钢管顶头20CrNi3A钢在水蒸气气氛下进行氧化,采用X射线衍射分析、金相分析和硬度测试等方法,对20CrNi3A钢表面氧化膜的氧化动力学规律、组织形貌和力学性能变化进行研究.结果表明:20CrNi3A钢的氧化动力学曲线与金属氧化动力学曲线规律相符;在同一氧化时间下,随着氧化温度的增高,氧化膜的厚度逐渐变大;当氧化温度为900℃、氧化时间为8 h时,氧化膜厚度最大,硬度最佳.     

用正电子探测热疲劳模具钢中的缺陷变化

用正电子寿命方法研究３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ模具钢的热疲劳。通过对不同循环次数的热疲劳样品的正电子寿命谱和表面显微硬度的测量，发现表面显微硬度ＨＶ和平均正电子寿命τ随疲劳循环次数Ｎ的变化呈现出类周期振荡特征。讨论了正电子寿命变化所反映出的材料中的缺陷变化，进而初步分析了热疲劳的微观机制。     

GCr15SiMn钢表面激光淬火组织和性能

探讨GCr1 5SiMn轴承钢 840℃油淬火后 ,分别在 2 60℃、 35 0℃、 45 0℃、 5 5 0℃回火 ,得到不同的原始组织 ,再进行激光淬火 .发现 2 60℃回火状态 ,表面组织为粗大的针状马氏体 ,硬度值低 ;而 35 0℃、 45 0℃、 5 5 0℃回火状态 ,表面组织为“隐晶马氏体” ,硬度值高 ,其中 35 0℃回火表面硬度值高达Hv =1 0 96,淬硬层深度可达 1mm .     

高硫钢中硫化物对组织转变的影响

通过金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对高硫钢组织进行研究.结果表明,铸态组织中球状或纺锤状硫化物分布于珠光体与铁素体枝晶之间,且靠近硫化物处为铁素体;热处理之后基体组织发生了显著的变化,硫化物周围基体碳含量较少,淬火后形成板条状马氏体,且880℃淬火后形成的马氏体较850℃淬火后的粗大;低温回火后基体组织转变成回火马氏体,且随着回火温度的升高,钢的硬度下降.     

GCr15SiMn钢表面激光淬火组织和性能

探讨GCr15SiMn轴承钢840℃油淬火后，分别在260℃、350℃、450℃、550℃回火，得到不同的原始组织，再进行激光淬火。发现260℃回火状态，表面组织为粗大的针状马氏体，硬度值低；而350℃、450℃、550℃回火状态，表面组织为“隐晶马氏体”，硬度值高，其中350℃回火表面硬度值高达Hv=1096，淬硬层深度可达1mm。     

车轮轧制用斜辊径向通裂失效分析

针对斜辊服役过程中发生的提前失效,分别对其化学成分、低倍组织、材质纯净度、断面硬度、微观组织、扫描电镜断口等项目进行了系列的试验与分析.试验结果表明,斜辊所用材料化学成分符合标准要求,非金属夹杂物级别较低,锻造致密度、均匀性良好;但基体硬度高于技术要求,微观组织粗大,属严重过热组织形态.分析认为,斜辊径向裂纹属外表面接...     

对接焊缝初始缺陷对疲劳寿命影响规律研究

为研究钢桥面板对接焊缝中表面及内部缺陷对疲劳寿命的影响，文章运用FRANC3D与ABAQUS软件对等效后的基本焊接构造进行裂纹扩展分析，得到疲劳寿命随初始缺陷参数的变化关系，结果表明表面及内部缺陷在裂纹扩展中裂纹形状逐渐接近半圆形及圆形。不同初始参数对疲劳寿命的影响程度不同，表面及内部缺陷对缺陷形状比、尺寸、方向变化的敏感程度也不同，锁定形状比不变，短轴长增加3倍时，含内部缺陷试件的疲劳寿命降幅为68.9%,短轴长增加6.5倍时，含表面缺陷试件的疲劳寿命降幅为46.45%;锁定短半轴不变，当形状比从0.1增至0.6时，疲劳寿命平均增幅为88.7%(表面缺陷)和90.2%(内部缺陷);锁定尺寸不变，当缺陷植入角度从30°增至90°时，疲劳寿命的平均降幅为59.7%(表面缺陷)和62.3%(内部缺陷)。     

高周疲劳钢表面微观塑性变形行为双循环特性

通过对高周疲劳过程中退火４５＃钢、正火４５＃钢及１６Ｍｎ钢光滑试样的表面维氏显微硬度测试，研究了不同控制应力水平下试样表面显微硬度随循环周次的变化关系．基于硬度的物理意义，初步探讨了高周疲劳过程中材料的循环微观塑性变形行为及其循环硬（软）化特征．     

高周疲劳钢表面微观塑性变形行为及循环特性

通过对高周疲劳过程中退火４５＾＃钢、正火４５＾＃及１６Ｍｎ钢光滑试样的表面维氏显微硬度测试，研究了不同控制应力水平下试样表面显微硬度随循环周次的变化关系。基于硬度的物理意义，初步探讨了高周疲劳过程中材料的循环微观塑性变形行为及其循环硬（软）化特征。     

HRB500E高强度抗震钢筋焊接性能

国内某厂通过铌微合金化和控冷工艺开发试制HRB500E高强度抗震钢筋,采用金相显微镜、维氏硬度计、闪光焊接、疲劳试验机及力学性能测试,对HRB500E钢筋焊接样力学性能、HV5硬度、金相显微组织、焊接接头强度及疲劳强度进行了试验研究。结果表明:焊接前后焊件和母材强度变化小于5 MPa,强度变化不大,焊件拉伸断口远离焊缝,为延性断口,焊接性能良好;在焊接热循环作用下,焊接接头焊缝、热影响粗晶区、热影响细晶区的表层和芯部经历奥氏体化后再结晶,其组织和硬度变化不大;混晶区至母材表层和芯部则经历不完全奥氏体化后的再结晶,母材芯部组织为F+P+B、表层组织为S,表层硬度HV5高于芯部硬度30 HV5,其组织和硬度变化较大;焊接接头的抗拉断负荷从焊缝到混晶区逐渐减小,焊缝和热影响粗晶区的抗拉断负荷比母材的高;采用国际焊接学会推荐的FAT75疲劳设计曲线对钢筋焊接接头疲劳强度设计是安全的。     

Ultra-high cycle fatigue behavior of high strength steel with carbide-free bainite/martensite complex microstructure

The ultra-high cycle fatigue behavior of a novel high strength steel with carbide-free bainite/martensite (CFB/M) complex microstructure was studied. The ultra-high cycle fatigue properties were measured by ultrasonic fatigue testing equipment at a frequency of 20 kHz. It is found that there is no horizontal part in the S-N curve and fatigue fracture occurs when the life of specimens exceeds 107 cycles. In addition, the origination of fatigue cracks tends to transfer from the surface to interior of specimens as the fatigue cycle exceeds 107, and the fatigue crack originations of many specimens are not induced by inclusions, but by some kind of "soft structure". It is shown that the studied high strength steel performs good ultra-high cycle fatigue properties. The ultra-high fatigue mechanism was discussed and it is suggested that specific CFB/M complex microstructure of the studied steel contributes to its superior properties.     

Effect of laser heating on the microstructure and hardness of TRIP590 advanced high strength steel used for roll forming

TRIP590 advanced high strength steel sheets were heated by laser with different powers.Changes of the microstructure and the hardness of TRIP590 steel under laser heating with different powers were investigated by metallographic microscope,scanning electron microscope,and hardness tester.The purpose was to study the effect of laser power on microstructure and hardness of TRIP590 steel.It is shown that the power of laser plays an important role on the microstructure and hardness of heated steel sheets.The results are helpful to determine suitable power for the laser auxiliary forming of Trip590 steel in order to obtain uniform microstructure and high hardness.     

喷射沉积H13钢的组织和硬度

用传统铸造和喷射成形工艺制备了H13钢,然后再进行锻造加工,利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等分析方法及硬度测试对不同工艺制备的H13钢的显微组织和硬度进行分析.研究结果表明,喷射成形及其锻造加工的H13钢的组织及硬度明显的优于传统工艺制备的H13钢.     

不同重熔处理对钴基粉末合金热喷涂件疲劳强度及寿命的影响

对以35#钢为基体、以钴基自熔性粉末合金为喷涂材科的试样进行3种不同方式的重熔处理,通过弯扭疲劳试验对不同重熔方式下的试样进行疲劳性能研究,用扫描电子显微镜对不同重熔试样的显微组织进行观察,测定各试样的表面硬度.发现经不同重熔处理后涂层材料在界面的扩散程度不同、界面结合强度不同,从而使其疲劳性能明显不同.说明热喷涂构件...     

铁路钢桥高强度紧固螺栓断裂分析及防护

为探求高强度紧固螺栓发生断裂的原因,对某铁路钢桥上断裂的紧固螺栓进行了失效分析。利用扫描电子显微镜、能量色散X射线谱、金相显微镜、洛氏硬度仪、X射线荧光光谱仪、电子万能试验机等技术手段,对铁路钢桥失效螺栓的断口形貌、断口微区成分、显微组织、硬度、螺栓用钢的成分以及力学性能等方面进行分析与研究。结果显示：螺栓用钢的化学成分、硬度及力学性能均符合国家标准要求;螺栓断口起裂区存在树枝状裂纹,裂纹内部有含硫的腐蚀产物,且螺栓工作时所受外力为交变载荷。因此,螺栓的断裂是在交变载荷下发生的腐蚀疲劳断裂。螺栓断裂的初始裂纹源位于螺杆上螺纹的根部或螺柱与螺母连接位置的根部,为由硫元素引起的应力腐蚀裂纹。此研究为防止螺栓发生应力腐蚀裂纹及衍生病害提供了理论依据。     

压痕对车轴钢疲劳极限的影响

利用硬度计在光滑沙漏状车轴钢疲劳试样上制造压痕,同时利用电火花在试样上加工缺陷,通过疲劳试验研究两种缺陷尺寸与试样疲劳极限之间的关系。将两类试样的测试结果和基于材料硬度、缺陷投影面积的Murakami模型计算结果进行对比。利用扫描电镜观察试样疲劳断口。结果表明,与计算结果相比较,压痕局部塑性变形导致的加工硬化和残余应力对试样的疲劳强度没有影响,裂纹依然从应力集中最大的压痕底部起裂。电火花缺陷表面粗糙度较大引起二次缺口效应,表面硬脆的重铸白层上还有微孔和微裂纹存在,导致此类试样疲劳强度低于模型计算结果,裂纹从电火花缺口底部多处萌生。     

铝与奥氏体不锈钢的火焰钎焊

为改善铝和不锈钢的焊接接头性能,在奥氏体不锈铜（1Crl8Ni9Ti）的表层热浸镀一层ZL102铝合金,然后采用搭接的形式,应用火焰钎焊工艺进行纯铝（1060）板与奥氏体不锈钢板的焊接。利用金相显微镜和扫描电镜分析焊接接头的微观组织,并用显微维氏硬度仪和万能实验机床测定其显微硬度和拉伸性能。结果表明,通过不锈钢表面热浸镀铝,可实现铝与奥氏体不锈钢的火焰钎焊。在不锈钢／纯铝钎焊焊缝中存在不锈钢／热浸镀铝层、热浸镀铝层／钎缝、钎缝／纯铝三个界面。钎焊接头强度取决于各界面的连接质量。热浸镀铝层／钎缝界面是整个接头中最薄弱的界面,剪切断裂均发生在该区域。钎焊接头各区域中,热浸镀铝区硬度最高,达到99．4MPa。     

碳钢WC-10Co-4Cr复合涂层的组织及性能研究

采用AC-HVAF热喷涂设备,在碳钢表面喷涂WC-10Co-4Cr复合涂层。用电子显微镜、X射线能谱分析仪、金相显微镜和磨损实验研究了涂层的均匀性、硬度、显微组织、化学成分、结合区形貌和相对耐磨性。结果表明:涂层厚度均匀、组织致密、硬度可达1200HV200;涂层与碳钢结合良好,没有孔洞,界面相容性良好;涂层试样的耐磨性比 45钢的耐磨性优良。     

Effects of normal stress,surface roughness,and initial grain size on the microstructure of copper subjected to platen friction sliding deformation

The effects of applied normal stress, surface roughness, and initial grain size on the microstructure of pure Cu developed during platen friction sliding deformation (PFSD) processing were investigated. In each case, the deformation microstructure was characterized and the hardness of the treated surface layer was measured to evaluate its strength. The results indicated that the thickness of the deformed layer and the hardness at any depth increased with increasing normal stress. A smaller steel platen surface roughness resulted in less microstructural refinement, whereas the microstructural refinement was enhanced by decreasing the surface roughness of the Cu sample. In the case of a very large initial grain size (d > 10 mm), a sharper transition from fine-grain microstructure to undeformed material was obtained in the treated surface layer after PFSD processing.