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GCr15SiMn贝氏体轴承钢超声滚压表层组织与性能

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表面技术 2023年第10期52卷 430-438页

作者：安容升程志潘金芝陈春焕刘鹏涛任瑞铭大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028 大连交通大学辽宁省轨道交通关键材料重点实验室辽宁大连116028

目的研究超声滚压加工对贝氏体轴承钢的影响,并分析超声滚压工艺参数对贝氏体轴承钢试样表层组织及性能的影响规律,为提升贝氏体轴承表面性能提供理论及试验依据。方法通过超声滚压加工前后试样对比分析,确定超声滚压处理技术对贝氏... 详细信息

目的研究超声滚压加工对贝氏体轴承钢的影响,并分析超声滚压工艺参数对贝氏体轴承钢试样表层组织及性能的影响规律,为提升贝氏体轴承表面性能提供理论及试验依据。方法通过超声滚压加工前后试样对比分析,确定超声滚压处理技术对贝氏体轴承钢组织性能的提升;通过单因素试验法,研究超声滚压工艺试样组织、性能的影响规律;通过表面与截面组织相结合的方法,分析贝氏体轴承钢组织的类别特征。结果根据试样表面状态可将原始试样分为3类:细晶层存在表面微裂纹的截面组织、细晶层无裂纹的截面组织及无细晶层截面组织。超声滚压后,3类截面组织均产生塑性变形层,无细晶层截面组织形成的塑性变形层最厚。超声滚压处理后,存在于原始试样表面的机加工纹理变细,犁沟变浅;试样表面粗糙度降幅可达75%,试样表面硬度增幅为4%,且试样表面产生了约90μm硬化层。结论相同静压力下,随电流增加,试样表面粗糙度显著降低,塑性变形层显著增加,硬度、硬化层深度增加但增幅较小;相同电流下,随静压力增加,试样表面硬度、塑性变形层深度、硬化层深度及表面硬度增加,粗糙度变化不大。

关键词： GCr15SiMn贝氏体轴承钢表面超声滚压处理细晶层表面性能表层组织

TC21钛合金航空模锻件准β锻造表层组织分析及变形均匀性研究

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TC21钛合金航空模锻件准β锻造表层组织分析及变形均匀性研究

作者：张谦重庆大学

学位级别：硕士

TC21钛合金是我国自主研发的一种新型的损伤容限型两相(α+β)钛合金,被广泛应用于飞行器上的各个重要结构上,随着我国的航空航天领域的发展,锻件向着精密化、高质量方向发展。TC21钛合金在锻造完成后,其表面常出现粗大组织,综合性能较... 详细信息

TC21钛合金是我国自主研发的一种新型的损伤容限型两相(α+β)钛合金,被广泛应用于飞行器上的各个重要结构上,随着我国的航空航天领域的发展,锻件向着精密化、高质量方向发展。TC21钛合金在锻造完成后,其表面常出现粗大组织,综合性能较差的贴模层,必须通过机械加工去除掉,如何减少这种性能不合格的表层组织的厚度,实现钛合金精密化成形,是本文的研究问题之一。其二,为了获得强韧性的网篮组织,TC21钛合金一般使用准β锻工艺成形,而准β锻最关键的是变形均匀,且变形量要在合理区间,期望变形量区间及如何实现变形均匀性是本文要研究的问题之二。本文的主要研究内容及结果如下:(1)通过对不同工艺参数和不同锻件结构参数下的TC21钛合金锻件表层组织变化规律进行研究,将锻件表层组织定义为贴模层组织和近表层组织,贴模层组织为一层粗大颗粒组织,其组织厚度尺寸从大到小排列依次为:型腔区域、筋条区域、圆角区域;粗大颗粒组织形成的主要原因是锻件贴模层温降速度过大,其综合性能相较于细密组织更差。进一步分析了保压时间、润滑条件、包套工艺、模具温度对近表层组织的影响,最后,发现贴模层和近表层的大角度晶界含量都大于各自的小角度晶界的含量,贴模层大角度晶界的含量比近表层更多。(2)通过对TC21钛合金阶梯腹板试验件进行准β锻造试验,建立了TC21钛合金准β锻不同变形量与力学性能之间的关系:随着变形量的增大,TC21钛合金横、纵向抗拉、屈服强度都呈现先增大再减小趋势,在应变量区间15%～21%时最小;随着变形量的增加,纵向伸长率无明显变化规律,横向伸长率呈现逐渐增加的趋势,横向和纵向的伸长率都在10.5%以上;除了在变形量区间15%～21%之外,其它变形量区间纵向收缩率都要大于对应区间的横向收缩率,纵向和横向收缩率全部都大于13%;纵向冲击功随着变形量增加,先增加后减小,在变形量区间为21%～32%之间时,纵向冲击功达到最大值56.9 J/cm;断裂韧性随变形量的增加而降低。(3)以某TC21钛合金航空锻件为例,根据前述研究成果设定期望变形量区间为21%～32%,通过数值模拟,分析了工字形截面结构参数与工艺参数对其变形均匀性的影响规律,并以此设计了预锻件结构并优化了成形工艺参数,最后,采用所设计的预锻再终锻的工艺方案,期望应变区间的占比达到了55%,相较于直接终锻成形提升了20.5%,有效实现了锻件的变形均匀性和大范围期望变形量区间。(4)对该TC21钛合金航空锻件进行生产试制,使用预锻后终锻成形方案,锻件理化检测结果满足性能指标要求,组织为网篮组织;使用包套工艺能够减小表层粗大颗粒组织厚度;在该锻件腹板剖面上,表层粗大颗粒组织的厚度尺寸分布与结构的关系符合第二章得出的规律(型腔区域>筋条顶部区域>凹圆角区域)。

关键词： TC21钛合金准β锻表层组织成形工艺变形均匀性

不锈钢包覆层对挤压态FGH96合金表层组织的影响

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热加工工艺 2022年第5期51卷 37-40页

作者：刘光旭王晓峰杨杰邹金文中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针显微分析研究了热挤压镍基粉末冶金超级合金FGH96与304不锈钢(304SS)之间的界面,研究了304SS包覆层对挤压态FGH96合金表层组织的影响。结果表明,两合金间的界面结合良好,无缝隙或空洞。在FGH9... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针显微分析研究了热挤压镍基粉末冶金超级合金FGH96与304不锈钢(304SS)之间的界面,研究了304SS包覆层对挤压态FGH96合金表层组织的影响。结果表明,两合金间的界面结合良好,无缝隙或空洞。在FGH96合金表层生成一条尺寸约500 nm的Ti C颗粒相流线,Ti C颗粒相的形成与两种金属间Ti和C元素的扩散及反应密切相关。Ti元素的扩散导致FGH96合金表层组织中贫γ’相区域出现以及沿界面至FGH96合金方向上γ’相尺寸的梯度变化。另外,304SS包覆层对热挤压FGH96合金的影响较小,FGH96合金棒材距表层约20μm范围为组织异常区。

关键词： FGH96合金不锈钢包覆层表层组织

超声冲击对MB8镁合金焊接接头表层组织及力学性能的影响

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中国有色金属学报 2016年第12期26卷 2479-2487页

作者：魏康何柏林于影霞华东交通大学机电工程学院南昌330013

采用HJ-III型超声冲击机对MB8镁合金焊接接头焊趾进行表面处理,就不同冲击工艺参数对焊接接头表层组织及力学性能进行测试。结果表明:经过超声冲击处理后,接头焊趾及其附近区域表层组织内的原始粗晶转变为晶界清晰、随机取向的纳米晶粒... 详细信息

采用HJ-III型超声冲击机对MB8镁合金焊接接头焊趾进行表面处理,就不同冲击工艺参数对焊接接头表层组织及力学性能进行测试。结果表明:经过超声冲击处理后,接头焊趾及其附近区域表层组织内的原始粗晶转变为晶界清晰、随机取向的纳米晶粒;焊趾处的应力集中系数得到有效降低,表层硬度及其抗拉强度得到提高;超声冲击前后接头拉伸试样均断于焊趾,接头的拉伸断裂机制为准解理断裂。冲击电流为1.2 A、冲击时间为6 min时,与未超声冲击试样相比,MB8镁合金接头的应力集中系数降低12.04%,焊趾表层最大硬度值提高63.2%,抗拉强度提高33.2%,接头表层金属晶粒细化以及焊趾处应力集中程度的降低是提高MB8镁合金焊接接头力学性能的主要原因。

关键词：超声冲击焊接接头表层组织抗拉强度晶粒细化

钛合金TC4高速铣削表面形貌及表层组织研究

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航空学报 2008年第6期29卷 1710-1715页

作者：杜随更吕超任军学杨振朝西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室陕西西安710072

钛合金高速铣削加工以高效率、高质量的优点已经广泛应用于航空航天工业。为优化钛合金材料高速铣削工艺参数,给表面完整性研究提供试验依据,采用扫描电镜(SEM)分析了不同铣削参数加工的钛合金试样表面形貌和表层组织。发现随着主轴转... 详细信息

钛合金高速铣削加工以高效率、高质量的优点已经广泛应用于航空航天工业。为优化钛合金材料高速铣削工艺参数,给表面完整性研究提供试验依据,采用扫描电镜(SEM)分析了不同铣削参数加工的钛合金试样表面形貌和表层组织。发现随着主轴转速的增加铣削表面质量越来越好,而轴向切深对钛合金高速铣削工件表层微观组织的影响甚微;铣刀一次走过的区域,中心处表面比边缘处表面质量好;绝大部分铣削表层组织中看不到变形组织,只是在个别区域出现了局部不连续的变质层,但切道侧面尖角处晶粒歪扭变形明显。

关键词：钛合金高速铣削表面形貌表层组织表面完整性

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压铸铝合金的表层组织特征及其影响因素分析

特种铸造及有色合金 2015年第11期35卷 1174-1177页

作者：葛继龙赵海东胡启耀高军民王卓明华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心雄邦压铸(南通)有限公司

铝合金压铸件的表层组织对铸件使用性能有重要的影响。研究不同快压射速度下ADC12铝合金压铸件的表层组织特征,并通过金相和数值模拟进行分析。结果表明,压铸件存在3种不同特征的表层组织:仅含有一层富集致密的初生α-Al相;外层为正常... 详细信息

铝合金压铸件的表层组织对铸件使用性能有重要的影响。研究不同快压射速度下ADC12铝合金压铸件的表层组织特征,并通过金相和数值模拟进行分析。结果表明,压铸件存在3种不同特征的表层组织:仅含有一层富集致密的初生α-Al相;外层为正常的压铸凝固组织(初生α-Al相和共晶相)邻接细小的初生α-Al相层;属正常的压铸凝固组织。同时,探讨了快压射速度和型腔位置对表层组织的影响。

关键词：压铸表层组织快压射速度

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关节软骨表层组织的免疫防护作用

中国运动医学杂志 1990年第1期9卷 17-20页

作者：林共周曲绵域杨宝立罗葶林宗智李文北京医科大学运动医学研究所

文中的实验采用免疫荧光组织学方法观察到正常的关节软骨表层组织可阻止抗Ⅱ型胶原抗体侵入软骨深部组织,防止抗体与软骨细胞结合,具有免疫防护作用。

关键词：关节软骨表层组织免疫防护作用

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曲线地段钢轨运行后表层组织及硬度分析

兵器材料科学与工程 2014年第5期37卷 84-87页

作者：潘睿赵秀娟潘金芝刘鹏涛任瑞铭大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

对长期运行后的曲线地段U71Mn钢钢轨表层组织与硬度进行研究。结果表明:服役约10 a的钢轨,其踏面3个区的损伤形貌特点:外侧区主要为大量坑蚀麻点、中部区有明显的白亮色车辙印迹、内侧区为大量鱼鳞状热裂纹。踏面内侧区与外侧区表层组... 详细信息

对长期运行后的曲线地段U71Mn钢钢轨表层组织与硬度进行研究。结果表明:服役约10 a的钢轨,其踏面3个区的损伤形貌特点:外侧区主要为大量坑蚀麻点、中部区有明显的白亮色车辙印迹、内侧区为大量鱼鳞状热裂纹。踏面内侧区与外侧区表层组织越靠近踏面,珠光体变形程度越大,踏面中部区表层出现厚约50μm的白层;踏面不同区域表层硬度较心部均有不同程度的提高,中部区、内侧区、外侧区表层硬度提高约550HV、130HV、70HV。

关键词：曲线地段钢轨表层组织硬度

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压铸件的表层微观组织及其形成分析

特种铸造及有色合金 2008年第S1期28卷 398-401页

作者：白砚飞赵海东吴兆基吴丽贞华南理工大学金属新材料制备与成形广东省重点实验室

通过对平板压铸件取样及微观组织分析,发现不同位置表层组织具有3种特征:有较厚且细密的激冷组织;有少量激冷组织;完全没有激冷组织。经过平板压铸件充型及凝固过程的数值模拟,探讨了上述不同特征表层组织形成的原因,结果表明:充型过程... 详细信息

通过对平板压铸件取样及微观组织分析,发现不同位置表层组织具有3种特征:有较厚且细密的激冷组织;有少量激冷组织;完全没有激冷组织。经过平板压铸件充型及凝固过程的数值模拟,探讨了上述不同特征表层组织形成的原因,结果表明:充型过程金属液与模具的碰撞方式,以及凝固顺序对表层组织有着重要影响。

关键词：压铸件表层组织数值模拟热传递