一种用红外热成像仪测定焊接热循环的新方法

由于焊接热循环曲线包含了焊接过程中许多有用信息,如何准确而方便地测定焊接热循环曲线变得尤为重要.为此,采用一种测定焊接热循环的新方法,使用红外热成像仪记录焊接过程,借助其配套的后处理软件,可以方便地测出焊缝和热影响区任意位置处的焊接热循环曲线.测得的热循环曲线与后续 ANSYS 模拟焊接过程所得热循环曲线吻合很好.相对于其他方法,通过红外热成像仪测定焊接热循环的方法更为方便,测温精度更高,实时性更强.     

超高强度钢焊接接头断裂行为预测

测试了D406A钢母材和热影响区表面裂纹断裂韧度,比较了母材与热影响区断裂韧度概率分布,分析了非匹配对接头断裂韧性的影响.根据局部法由母材表面裂纹试样的断裂韧度值,得出威布尔形状参数和尺度参数,再根据该参量对热影响区表面裂纹试样的断裂行为进行了定量预测,预测结果与试验结果吻合很好,表明局部法能很好地描述超高强度钢焊接接头的断裂行为.     

长寿命高可靠性焊接结构

现代装备结构的设计与成形制造面临着极端复杂环境和长寿命安全服役的双重挑战,焊接接头因其自身特性一直是焊接结构可靠性的最薄弱环节.本文以火电蒸汽管道和深海油气管道等能源装备中的主管道为对象,针对主管道在极端复杂环境下服役安全所面临的共性问题,以管道失效的材料微观损伤机制为基础,提出了协同提升应对复杂环境的焊接接头综合性能的组织调控原理,创建了含缺陷管道服役寿命的精准预测理论,并形成标准,从而构建了材料-接头-结构一体化的长寿命高可靠性焊接结构设计、成形与评价理论及技术体系.     

M型钡铁氧体的工艺优化与磁性能

利用溶胶-凝胶法和自蔓延法制备了M型钡铁氧体,并对实验过程中影响产物组成的因素进行了分析,包括煅烧温度和分散剂浓度.实验结果表明,煅烧温度对产物组成有较大影响,分散剂浓度对产物组成影响不大,但对粉末的晶粒尺寸和分布有很大影响.通过对M型钡铁氧体进行磁性能分析,得到制备M型钡铁氧体的最佳工艺条件:加入质量浓度为20,g/L的聚乙二醇,同时在850,℃下煅烧3,h,不再进行450,℃预烧.     

在役含缺陷棒形悬式瓷绝缘子的非破坏性可靠性评定

分析了超声爬波检测瓷绝缘子的可行性，加工制作了爬波检测专用试块．通过试验对比了单晶爬波探头与双晶爬波探头检测瓷绝缘子的优缺点．采用ANSYS有限元分析软件分析了绝缘子胶装部位（易断裂部位）的温度及结构应力．分析结果表明，沥青缓冲层显著降低了胶装部位的应力大小，改变了该部位的应力分布．根据有限元分析结果找出承受最大应力的部位，应用断裂力学方法计算出该应力下的最小临界裂纹尺寸，为瓷绝缘子无损检测提供了一定的理论指导．     

涂层弹性模量的测量方法

弹性模量是一个特别重要的材料参数,经常用来评价涂层（薄膜）的特性,对接触应力场、涂层的剥离、断裂和涂层内部的残余应力状态有重要影响。本文介绍了当前测量涂层弹性模量的方法及其原理,并分析了各种方法适用的涂层范围,为涂层弹性模量测量方法的选择提供依据。     

焊接方法对镍基合金耐晶间腐蚀性能的影响

为了研究双金属复合管中镍基合金堆焊层的耐腐蚀性能，分别采用钨极氩弧焊(GTAW)与冷金属过渡焊(CMT)两种焊接工艺在X65管线钢表面熔覆一层厚度为3 mm的625合金(Inconel625)内衬层．通过双环电化学动电位再活化(DL-EPR)试验来评估通过两种工艺得到的堆焊层的耐晶间腐蚀性能，试验得出通过CMT得到的堆焊层的晶间腐蚀敏感度(DOS)值比GTAW堆焊层的DOS值低0.5%，这表明相比于传统的GTAW堆焊层，通过CMT工艺得到的堆焊层具备更优良的耐晶间腐蚀性能．此外，模拟服役工况的失重腐蚀试验被用来进一步评估堆焊层的耐腐蚀性能，腐蚀试验后的GTAW堆焊层与CMT堆焊层试样表面均出现了不同程度的腐蚀，其中GTAW堆焊层试样表面出现了大量富含Fe、S的腐蚀产物，而CMT堆焊层表面仅存在极少量的腐蚀产物．通过腐蚀前后试样的质量变化计算得到GTAW堆焊层的腐蚀失重速率为0.12 mm/a，而CMT堆焊层其腐蚀失重速率仅为0.01 mm/a．这进一步证明了相比于GTAW工艺采用CMT工艺得到的堆焊层耐晶间腐蚀性能更好．此外，在同一焊接工艺下，堆焊层的耐晶间腐蚀性能存在不均性，靠近熔合...     

基于GTN模型的小冲孔高温拉伸性能表征

由于常规高温性能测试试验时间周期长,而小冲孔试验简单便捷,并且更适用于微小对象的研究.本文针对新型奥氏体耐热钢Sanicro25,进行了不同速率下小冲孔高温拉伸试验,提出了新的抗拉强度计算公式,计算精度高;观察小冲孔试样扫描电镜断口形貌,发现主要是韧性断裂形式,和单轴拉伸结果相似;采用ABAQUS软件结合适用于金属韧性断裂损伤的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型对小冲孔拉伸过程进行了数值分析,采用分段优化和最小二乘法等获得了改进的GTN模型的不同参数值,最终模拟结果与试验结果相近;在对小冲孔变形过程分析中,提出了GTN模型中临界空隙体积分数与断裂体积分数和最大载荷及其位移的定性关系.     

传统断裂力学参量在TBCs界面断裂中的可行性分析

通过对TBCs/Q345涂层试样进行拉伸强度测试试验,并结合有限元模拟计算,对复应力强度因子K及J积分用于评定TBCs涂层界面断裂问题的可行性进行了分析.通过采用应力计算法计算涂层界面裂纹的复应力强度因子K,发现在裂纹尖端区域存在一个K主导的弹性区域,可以说明K因子有效,可用于评价脆性涂层的界面断裂问题;而通过有限元方法得到的J积分分布很不均匀,表明J积分不适于评价涂层的界面断裂问题.     

基于局部法由示波冲击试验对断裂韧性的预测

研究了基于局部法由冲击试验对三点弯曲试样断裂韧性的预测。通过对X65管线钢韧脆转变温度下的示坡冲击及三点弯曲试验，得到示波冲击试验每个试样的能量-时间、载荷-时间、载荷点位移一时间的关系曲线和三点弯曲试验每个试样的断裂韧性值。利用有限元方法分析了示波冲击及三点弯曲试样裂纹尖端的应力场，通过自编程序求出示波冲击试样和三点弯曲试样的材料局部断裂参量，验证了临界成布尔应力符合局部法理论中的双参数成布尔分布，且证明了对本研究的两类试样，临界成布尔应力与试样尺寸和加载形式无关。基于局部法在脆性断裂条件下成功地实现了由示波冲击结果来预测三点弯曲试样的断裂韧性，不仅验证了局部法理论对X65管线钢的适用性，而且证明基于局部法可以通过冲击吸收功来预测和评价材料的断裂韧性。