40Cr厚向性能差异化钢板的组织与性能

通常情况下耐磨钢板磨损到一定程度即报废,因此耐磨钢板厚度方向上不必全为淬硬层,而现有耐磨钢板热处理都是以全尺寸淬透为目标.针对此问题,提出采用瞬时淬火工艺制备厚向性能差异化钢板.实验选用厚度为30 mm的40Cr钢板,处理后其表层为针状马氏体和板条马氏体混合组织,过渡层由板条马氏体和贝氏体混合组织逐渐过渡为珠光体和铁素体混合组织,表面硬度710 HV,淬硬层深度9 mm,过渡层深度5 mm.试制的40Cr厚向性能差异化钢板具有良好的冲击韧性和耐磨性,为机械工程行业需要的"表硬里韧"钢板提供了一种新的选择.     

Q960E超高强钢板控温淬火试验研究与应用

利用宽厚板厂辊式淬火装备,对比分析了控温淬火和常规淬火工艺对不同厚度Q960E工程机械用超高强钢板组织性能的影响,获得了两种淬火工艺下钢板淬火后组织和力学性能.结果显示:20,30和40mm 厚Q960E钢板控温淬火至终冷表面温度40℃,可节约淬火装备用水量40%以上,淬后钢板表面质量优异,钢板平直度≤3mm/m.与常规辊式淬火组织明显不同,控温淬火后,钢板发生余热自回火,其近表面、1/4厚度和1/2厚度位置处均为自回火马氏体组织.Q960E钢板控温淬火后综合力学性能优异,平均维氏硬度≥420,略高于常规辊式淬火,钢板屈服强度>980MPa,抗拉强度>1000MPa,伸长率＞14%,钢板塑性良好,-40℃ 冲击功>44J.     

CFRP加固开孔钢板的静力力学性能研究

采用中心CFRP加固开孔钢板的单轴拉伸试验,对6 mm厚开孔钢板采用1-3层CFRP加固,对3 mm厚开孔钢板采用1-2层CFRP加固,研究了CFRP加固层数和钢板厚度对开孔钢板试件的影响。试件在单轴拉伸荷载作用下有4种典型的破坏形态,破坏形态与CFRP的层数以及CFRP与钢板之间结构胶的粘接强度有关。试验结果表明,随着CFRP层数的增加,试件的极限承载力呈线性增大,而极限位移却减少;开孔钢板的厚度不同,CFRP的加固效果也不同。同时,还通过在试件钢材表面和CFRP表面粘贴应变片的方法测量试件在单轴拉伸荷载下各关键部位的应变值,测得了加载过程中未加固试件和单层CFRP双面加固试件表面各点的应变变化特征。     

新型单边螺栓承载力试验研究

以单板的4种加工工艺(螺纹切削、淬火切削、螺纹挤压以及热熔钻)和组合板厚度为影响因素,对28组(202个试件)普通钢板作为螺母时的螺栓承载力进行试验研究.试验表明:单板螺栓承载力随板厚增加而显著增加,螺纹挤压工艺是较为理想加工方式;相同螺栓直径,螺栓承载力组合板随板厚增加而增大,但当组合板厚达到16mm之后(螺纹圈数接近8),承载力增长趋势减缓;组合板加工工艺的质量对螺栓承载力有显著影响.     

石墨烯增强铝基SiC复合材料的动态失效机理与抗侵彻性能

研究石墨烯增强铝基复合材料的动态力学性能、失效机理以及抗侵彻性能.通过静、动态压缩测试掌握了材料在0.001~5 200.000 s-1应变率范围内的力学性能,揭示了该材料的应变率效应,结合光学显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）分析了该材料在静、动态压缩下的断裂机理;通过弹道枪试验掌握了该材料与Q235钢面板层叠构成复合结构及12~18 mm厚Q235A钢板的弹道极限速度及极限比吸收能.试验结果表明,Q235A钢/石墨烯增强铝基复合结构的极限比吸收能是12~14 mm厚度范围Q235A钢板的1.79倍,34.10 mm厚石墨烯增强铝基SiC复合材料的极限比吸收能与16.70 mm厚Q235A钢相当.      

Q345C高强度厚板TMCP工艺

介绍了Q345C厚70 mm钢板的TMCP工艺,实现了对钢的强度、塑性和韧性的控制,研究了控制轧制工艺和钢的组织性能之间的关系,分析了钢的组织形貌.结果表明,采用该无热处理的未再结晶区大压下量TMCP工艺试验的厚板,轧后无论采用空冷还是加速冷却,力学性能都满足GB/T1591-94的要求,且厚度方向力学性能均匀性良好;加速冷却钢板铁素体晶粒细化更为明显,表面与心部铁素体晶粒尺寸稍有差异.为现场生产厚70mm钢板提供了有力的依据,节省了能源,降低了生产成本.     

聚脲涂覆钢板结构抗爆性能试验研究

研究聚脲不同涂覆方式下单钢板与箱体结构的抗爆性能.进行了15.7 kg/m2相同面密度条件下2.0,1.5与1.2 mm三种厚度钢板的无涂覆、迎爆面涂覆结构抗40 g TNT外爆载荷试验,相同钢板厚度条件下1.5 mm与1.2 mm两种厚度钢板的无涂覆、迎爆面涂覆与背爆面涂覆结构抗60 g TNT外爆载荷试验,以及3.0 mm厚钢板所组成箱体的无涂覆、迎爆面涂覆与背爆面涂覆结构抗140 g TNT内爆载荷试验,通过对比不同涂覆结构的变形与破坏行为,分析聚脲涂层对结构抗爆性能的影响.结果表明,等面密度时迎爆面涂覆聚脲不能提高钢板的抗爆性能,等钢板厚度时涂覆聚脲能够有效提高钢板与箱体结构分别在外爆与内爆载荷下的抗爆性能,且背爆面涂覆时效果优于迎爆面涂覆.      

超声表面滚压加工参数对40Cr表面粗糙度的影响

研究了超声表面滚压加工各种加工参数对供货态40Cr轴表面粗糙度的影响。采用表面粗糙度分析仪对初始及加工表面进行测定,并使用显微硬度计测量该技术对40Cr表层沿深度方向的硬化作用。试验结果表明：超声表面滚压加工技术能显著降低车削的加工痕迹,改善金属材料的表面质量;各工艺参数对试样表面粗糙度均有一定影响,并产生不同程度的表层硬化作用;并且给出了各工艺参数的合理范围,试样的表面粗糙度值可降低至0.2μm以下。     

钨合金破片对钢板和铝板的高速穿甲实验及数值模拟

研究钨合金破片对有限厚钢板和铝板的穿甲效应. 采用12.7 mm滑膛弹道枪,57.5 mm/14.5 mm二级轻气炮以及通靶速度测试装置组成实验系统进行3g（直径7 mm）球形钨合金破片对9.64,11.78,14.81,15.89和17.9 mm厚Q235A钢板和10.16,20.38 mm厚2A12铝板的穿甲实验,通过实验获得球形钨合金破片对不同厚度金属板的弹道极限以及对Q235A钢板的极限贯穿厚度;采用扫描电镜（SEM）对实验后回收破片进行了微观结构特征观察,分析了不同弹靶作用条件下钨合金破片的失效机理. 进行了与实验相同弹靶结构的数值模拟研究,通过数值模拟研究了破片对金属板侵彻过程中的阻力变化特征. 结果表明,钢板较高的密度是存在极限贯穿厚度的主要原因.     

YAG激光在不锈钢上打孔质量影响因素分析

激光打孔是目前小孔加工中应用广泛的加工方法,其加工孔径可以小至几微米。本文利用YAG激光在1mm厚的不锈钢材料00Cr25Ni20上进行打孔试验,记录上下孔径的测量数据,并采用无交互作用的正交试验方法系统分析了激光脉冲能量、脉冲宽度、脉冲频率等因素对激光打孔上、下孔径的影响程度,为激光打孔工艺参数的选择提供了依据。     

喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究

针对激光打孔表面具有再铸层、微裂纹等工艺缺陷,提出了喷射液束电解辅助激光加工复合加工工艺.在对喷射液束中激光加工和喷射液束电解加工进行机理分析的基础上,建立了复合加工模型,研制了专用试验装置后对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行打孔试验,采用形貌仪和扫描电子显微镜对试验结果进行了分析.结果表明:喷射液束电解辅助激光加工的小孔形状与加工模型的结果相一致;复合加工中电解对激光打孔入口处的孔壁再铸层由0.031 mm减小至0 mm,孔底再铸层由0.019 mm减小至0.017 mm;电解作用能消除激光加工产生的微裂纹,提高激光加工的表面质量.     

水磁综合约束等离子弧加工陶瓷方法研究

为减小陶瓷板件切口宽度，提高切口质量，采用水箍和磁场对附加阳极等离子孤进行综合二次约束，通过陶瓷板加工试验研究，探讨了水磁综合约束等离子弧的特性、加工质量和加工速度的一般规律。研究表明：该约束方法兼有水约束和磁约束的优点，其约束效果及相应的相工效果都优于单一水约束或磁约束的；利用水磁综合约束也有助于降低喷嘴热负荷，提高喷嘴寿命与加工稳定性；采用直径3mm的喷嘴对6mm厚的Al2O3陶瓷板进行切割，可获得宽度4.6mm的光滑切口，无渣切速可达0.9-1.2m/min。     

薄壁件网格铣削加工工艺研究

针对壁板类薄壁件网格加工时易发生加工变形、导致工件加工精度降低的问题,借助多头筒段镜像铣削设备,采用一种基于超声波测厚的薄壁件自动补偿加工方法,在300~3 000 mm/min速度范围内对聚晶金刚石刀具高速铣削7075铝合金壁板网格的加工方案进行了研究.通过仿真和试验加工,结果表明,此加工方案能把壁板网格加工厚度误差控制在0~0.06 mm范围内.     

PLA增减材工艺设计及其表面粗糙度测量分析

为提高聚乳酸(PLA)熔融沉积(FDM)成形件的表面质量,拓宽PLA成形件的应用领域,使用MakerBot Replicator Mini成形机和JTGK-500H高速数控雕铣机设备,以直径1.75 mm的PLA丝材为原材料,进行增材制造与减材加工复合工艺设计及其表面粗糙度试验研究。增材成形层厚0.05 mm,送丝速度40 mm/s,熔丝温度215℃,制备了PLA长方体试验件(100 mm×100 mm×50 mm),并对FDM试验件进行多次铣削加工,其工艺参数为主轴转速800～10 000 r/min,进给速度500～700 r/min,背吃刀量0.1～0.3 mm,得到9组成形表面的粗糙度数值0.872、0.750、0.676、0.852、0.776、0.654、0.839、0.732、0.670μm。通过正交试验分析,确定了PLA成形件表面的最佳铣削参数,为增材制造成形件二次加工提供了试验研究基础。     

锈蚀RC梁加固后时变可靠性分析

为分析锈蚀钢筋混凝土梁的耐久性,考虑钢筋与锚栓的锈蚀以及加固钢板的滞后效应影响,建立了锈蚀RC梁加固后的可靠性模型。基于服役40年的锈蚀损伤钢筋混凝土梁,采用Monte-Carlo法,讨论了分配荷载效应、汽车荷载等级、加固钢板厚度以及钢筋保护层厚度的对结构可靠性的影响。分析结果表明:汽车荷载等级对可靠性影响有较大的差异性;加固钢板厚度增大可以显著提高结构的可靠性指标,但钢板过厚结构易发生脆性破坏且钢板无法得到充分利用;保护层厚度对结构可靠性指标的提高并不明显。     

约束阻尼结构板振动性能实验研究

通过对约束阻尼结构试样进行单点锤击实验,研究了约束层厚度和阻尼层厚度对约束阻尼结构振动性能的影响。分析了各组结构的振动幅值、振动加速度、振动加速度总级值和结构复合损耗因子。研究发现,当结构约束层厚度从40 mm增加至60 mm时,试样减振性能改善最明显。当结构约束层为80 mm厚时,3 mm厚阻尼层结构减振效果最好且阻尼层阻尼效率最高。当结构约束层为20 mm、40 mm和60 mm时,2 mm厚阻尼层结构减振效果最好且阻尼层阻尼效率最高。综合考虑结构性能、减振效率和经济因素,60 mm厚约束层、2 mm厚阻尼层为所研究试样中的最优组合。     

搅拌摩擦加工IF钢的组织性能

对3 mm厚的DC04冷轧IF钢板进行搅拌摩擦加工,研究加工区域的微观组织与力学性能. 在旋转速度为950 r· min-1 ,加工速度为60 mm·min-1时,采用加工后强制冷却技术可获得光滑平整且没有缺陷的加工表面. 搅拌摩擦加工后组织显著细化,加工中心的平均显微硬度约为HV 135. 6,是母材硬度的1. 4倍,表面细晶层硬度最高可达到HV 312. 8,细晶层和过渡层的抗拉强度分别比母材的抗拉强度提高50. 9%和47. 6%,加工前后试样的拉伸断口均呈微孔聚合韧性断裂特征. 细晶强化对材料抗拉强度的提高起主要作用.     

喷射FRP拉伸力学性能的试验与分析

为研究喷射FRP的拉伸力学性能,文中对13组试件进行了单向拉伸力学性能试验,分析其应力—应变曲线、抗拉强度、拉伸弹性模量、断裂伸长率等力学性能指标。研究纤维类型、树脂种类、纤维体积率、纤维长度、试件厚度等因素对喷射FRP力学性能的影响。结果显示:纤维类型和树脂种类对喷射FRP拉伸力学性能的影响十分明显;纤维体积率为20%~25%,纤维长度为40 mm时,喷射FRP能获得较好的力学性能;喷射FRP试件厚度增加并不能持续有效的增强力学性能,不宜过厚。研究表明:为获得较好的力学性能,喷射FRP宜采用碳纤维喷射纱和乙烯基酯树脂加工制作,纤维体积率和长度宜控制在一定范围,且材料厚度不宜过厚。     

真空轧制不锈钢复合板的组织和性能

采用真空轧制法对6mm厚的奥氏体不锈钢板和50mm厚的碳钢板复合.在高真空、高温和大轧制力的共同作用下,界面实现了牢固的冶金结合并且最终得到了高质量的不锈钢复合板.研究发现界面无开裂和氧化层,仅在界面附近分布少量细小弥散的Si-Mn氧化物颗粒.通过能谱发现不锈钢侧的Cr和Ni向碳钢迁移,在界面形成一薄层富Cr,Ni层,导致复合层硬度升高;碳钢中的C向不锈钢侧迁移导致出现脱碳区,且该区硬度最低.界面的剪切强度达467MPa.     

钨球正撞击下低碳钢板的极限贯穿厚度研究

研究低碳钢板在钨球正撞击下的极限贯穿厚度.采用6射弹弹道极限试验数据处理方法通过试验获得Φ6.0 mm（93 W）、Φ7.0 mm（93 W）、Φ6.0 mm（95 W）和Φ7.5 mm（95 W）共4种钨球对6种不同厚度Q235A钢板正撞击下的弹道极限速度和极限贯穿厚度范围.采用Autodyn软件进行了同试验条件下的数值仿真,仿真模型被验证后,通过仿真获得了极限贯穿厚度范围,同时分析了钨球正撞击侵彻过程中的能量转换规律.基于能量守恒,建立了钨球对低碳钢板正撞击下极限贯穿厚度的计算模型.采用所建立的计算模型计算得到:Φ6.0 mm（93 W）、Φ7.0 mm（93 W）、Φ6.0 mm（95 W）和Φ7.5 mm（95 W）4种钨球正撞击下Q235A钢板的极限贯穿厚度分别为16.95,19.17,17.30,21.50 mm,计算结果与试验和数值仿真所获得范围误差不大于10%.研究结果为杀爆战斗部毁伤元的设计提供了基础数据以及方法支撑.