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30crmnsia高强钢拉杆激光熔覆修复

航空材料学报 2022年第3期42卷 12-20页

作者：刘伟闫泰起孙兵兵陈冰清张峰庞义斌中航国际供应链科技有限公司北京100027 中国航发北京航空材料研究院3D打印研究与工程技术中心北京100095 航发优材(镇江)增材制造有限公司江苏镇江212000

针对飞机用30crmnsia高强钢拉杆的修复需求,以气雾化30crmnsia钢合金粉末为熔覆材料,开展激光熔覆工艺研究及拉杆修复。对比不同工艺参数对成形质量的影响,研究最优工艺下焊接接头熔覆区的组织、力学性能以及熔覆层的耐磨损性能,并采用... 详细信息

针对飞机用30crmnsia高强钢拉杆的修复需求,以气雾化30crmnsia钢合金粉末为熔覆材料,开展激光熔覆工艺研究及拉杆修复。对比不同工艺参数对成形质量的影响,研究最优工艺下焊接接头熔覆区的组织、力学性能以及熔覆层的耐磨损性能,并采用最优工艺对拉杆受损伤部位进行修复及尺寸测量。结果表明:采用最优激光熔覆工艺,可获得与基体冶金结合良好、组织致密的熔覆层,熔覆层由呈柱状或蜂窝状的铁素体及周边的马氏体组成;接头熔覆区的显微硬度在475HV左右,高于基体约36%;熔覆接头平均抗拉强度相比母材增加约9%;耐磨性实验中,激光熔覆试样与30crmnsia钢锻件相比磨痕深度减小27.7%,磨痕宽度也减小35.2%,具有更好的耐磨损性能。采用最优激光熔覆工艺获得了熔覆质量良好、尺寸符合要求且基本无热变形的修复拉杆。

关键词：激光技术激光熔覆 30crmnsia 微观组织力学性能尺寸测量

补焊工艺对30crmnsia接头微观组织及性能的影响研究

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材料导报 2023年第16期37卷 188-192页

作者：张兵宪杜明科雷龙宇张敏张志强中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710087 西安理工大学材料科学与工程学院西安710048

为了降低企业成本、避免检修过程中大型结构件直接更换造成的资源浪费,针对30crmnsia焊接件服役过程中出现的裂纹缺陷开展了补焊试验。试验过程中的焊缝填充金属分别选用HTJ-3、HTG-1焊条,并采用金相、扫描电镜、电子背散射衍射、拉伸... 详细信息

为了降低企业成本、避免检修过程中大型结构件直接更换造成的资源浪费,针对30crmnsia焊接件服役过程中出现的裂纹缺陷开展了补焊试验。试验过程中的焊缝填充金属分别选用HTJ-3、HTG-1焊条,并采用金相、扫描电镜、电子背散射衍射、拉伸、冲击、弯曲等试验对补焊前后接头的组织和性能进行表征分析,建立微观组织与力学性能之间的依存关系,为结构钢钢补焊工艺的优化提供一定的理论支撑。结果表明:补焊前后焊缝底部区域的组织均以马氏体+铁素体为主。补焊过程采用HTG-1作为填充金属,使得补焊区沿垂直于熔合线方向形成了粗大的柱状晶。另外,补焊前后接头原始焊缝区均以大角度晶界为主,使得该区域金属对裂纹扩展的阻碍能力增强。补焊后,焊接接头的抗拉强度及塑性指标都有明显的下降,但冲击韧性有所提高。

关键词： 30crmnsia 焊接接头补焊显微组织力学性能

Selective Laser Melting of 30crmnsia Steel: Laser Energy Density Dependence of Microstructural and Mechanical Properties

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2018年第8期31卷 807-814页

作者： Lin-Zhi Wang Wen-Hou Wei Chongqing Key Laboratory of Additive Manufacturing Technology and Systems Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology Chinese Academy of Sciences

Three-dimensional parts of the 30 crmnsia steel were successfully fabricated using selective laser melting（SLM）. The microstructures and mechanical properties of the SLM-processed 30 crmnsia samples were investigated by scanning electron microscope and transmission electron microscopy. The results indicate that the microstructures of the 30 crmnsia samples consist mainly of lath martensite and acicular martensite. The value of the surface roughness decreases with increasing laser energy density（LED） before it reaches a minimum and then increases with further increasing LED. The relative density, microhardness and ultimate tensile strength of the SLM-processed samples initially increase and then decrease with increasing LED. By taking the relative density, surface roughness, microhardness and ultimate tensile strength into account, the optimized LED should be in the range of 46.15–51.28 J mm^（-3） for the SLM-processed30 crmnsia alloys. In addition, the differences in the microstructures and mechanical properties between the conventionally wrought 30 crmnsia sample and SLM-processed 30 crmnsia samples were also studied.

关键词： 30crmnsia Selective laser melting Laser energy density Microstructure Mechanical properties

Effect of beam current on microstructures and mechanical properties of joints of TZM/30crmnsia by electron beam welding

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Chinese Journal of Aeronautics 2021年第8期34卷 122-130页

作者： Ting WANG Bin YU Yifan WANG Siyuan JIANG State Key Laboratory of Advanced Welding and Joining Harbin Institute of Technology at WeihaiWeihai 264209China Shandong Provincial Key Laboratory of Special Welding Technology Harbin Institute of Technology at WeihaiWeihai 264209China

Electron beam welding experiments of TZM alloy and 30crmnsia steel butt joints were carried out with different beam currents.Microstructures and chemical compositions of typical zones were analyzed by optical microscopy,scanning electron microscopy and X-ray diffraction.The mechanical properties of the joints were evaluated by tensile strength tests.Besides,nanoindentation tests were carried out to compare the brittleness of the reaction layer and other typical microstructures.The results illustrated that the reaction layer at the interface between fusion zone(FZ)and TZM alloy was the weak position of the joint,which was divided into Fe2Mo layer and a mixture layer of Fe2Mo and a-Fe phases.As the beam current increased,the thickness of the Fe2Mo layer decreased,which resulted in the increasing of the tensile strength of the joints.When the beam current exceeded 24 m A,the formation of the joint was poor with a low tensile strength.When the beam current was 24 mA,the joint presented the highest strength of 191.3 MPa and the joint fractured along the Fe2Mo layer near the TZM alloy side with a brittle fracture mode.

关键词： 30crmnsia Electron beam welding Mechanical properties Microstructure TZM alloy

30crmnsia强化研磨加工表面完整性及摩擦学性能的研究

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30CrMnSiA强化研磨加工表面完整性及摩擦学性能的研究

作者：陈修杰广州大学

学位级别：硕士

30crmnsia是一种高强度中碳合金钢,因具有优异的强度、韧性和淬透性,广泛应用于航空航天领域,常用于制作轴类零件。随着科技的发展,零件极端服役工况越来越多,因而对材料的性能提出越来越苛刻的要求,初始状态的30crmnsia通过现有的表面... 详细信息

30crmnsia是一种高强度中碳合金钢,因具有优异的强度、韧性和淬透性,广泛应用于航空航天领域,常用于制作轴类零件。随着科技的发展,零件极端服役工况越来越多,因而对材料的性能提出越来越苛刻的要求,初始状态的30crmnsia通过现有的表面强化技术难以满足表面完整性与耐磨性能等需要。而强化研磨加工(SGP)作为一种将塑性强化、研磨及微切削合为一体的新型表面加工技术,在改善轴承钢、不锈钢、钛合金等各种金属材料的耐磨性、耐腐蚀性、抗疲劳性和抗冲击性方面具有显著的效果,但是尚未有将其运用于30crmnsia表面强化的相关文献报道。因此开展“30crmnsia强化研磨加工表面完整性及摩擦学性能的研究”课题的研究,具有十分重要的意义。本文首次将强化研磨加工应用于30crmnsia钢,对其表面进行强化处理,研究了工艺参数对试样表面完整性与耐磨性的影响。系统性地分析了不同工艺参数对30crmnsia试样表面形貌、表面轮廓、表面粗糙度、强化层厚度、显微硬度及摩擦学性能的影响,并对表面完整性与耐磨性之间的关系进行了探讨。主要得出以下结论:(1)强化研磨加工在30crmnsia试样表面形成了一种凹坑内部包含大量随机微凹坑的微观形貌。凹坑的宽度、深度均随着喷射压强的增大而增大;凹坑宽度随喷射角度的增大而减小,凹坑深度则随喷射角度的增大而增大。这种凹坑形貌还对试样表面的平整度及粗糙度均有着显著的影响。(2)强化研磨加工可提高30crmnsia试样表层组织中马氏体的含量。试样表层马氏体含量随着喷射压强的增大及喷射角度的增大而增大,这主要归因于强化研磨加工的喷射压强越大、喷射角度越大,试样表层组织所吸收的塑性变形能也越大,进而使得材料表层内部的晶格畸变变强以促使更多的残余奥氏体转变成马氏体。强化研磨加工还能够使30crmnsia试样表层晶粒组织发生显著的细化。这主要是因为研磨料冲击试样时,部分冲击动能使得表层组织产生大量塑性变形,在试样表层组织内部形成了大量应变能促进了晶粒组织的细化。晶粒尺寸随着喷射压强的增大及喷射角度的增大均呈现出减小的趋势。(3)强化研磨加工显著提高了30crmnsia试样的表层显微硬度,且在试样表面形成了具有一定厚度的强化层。强化层的特征在于晶粒组织的显著细化及显微硬度的提高。试样的表面硬度及强化层厚度均随着喷射压强及喷射角度的增大而增大。晶粒细化和马氏体含量升高是试样硬度提高的主要原因。(4)强化研磨加工可显著改善30crmnsia试样在油润滑条件下的耐磨性能。SGP加工试样的平均摩擦系数、磨损量及比磨损率相较于对照组均有所下降。其中,喷射压强为0.6 MPa,喷射角度为60°时,试样表现出最佳的耐磨性能,其磨损量和比磨损率分别为2.72×10mm和22.67×10mm/N。耐磨性提高的原因归结于试样表面硬度的提高及摩擦微区间润滑性能的改善。

关键词： 30crmnsia 强化研磨加工表面完整性摩擦学性能

Effects of Electroplated Coatings on Corrosion Behavior of Ti-1023/30crmnsia Galvanic Couple

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2008年第5期23卷 704-707页

作者：刘建华史俊秀 School of Material Science and Engineering BeiHang University

Galvanic corrosion behavior of Ti-1023 titanium alloy coupled 30crmnsia steel was investigated in 3.5% NaCl solution. Particular attention was given to the effect of three different electroplated coatings on corrosion behavior of the galvanic couple. Galvanic corrosion test was conducted on Ti-1023 titanium alloy which coupled Ni-electroplated 30crmnsia, Zn-electroplated 30crmnsia, Cd-electroplated 30crmnsia and bare 30crmnsia, respectively. Corrosion properties including open circuit potential （Eoc）, galvanic corrosion potential （Eg）, and galvanic corrosion current （lg） were monitored. Corrosion morphology was observed by optical microscope （OM） and corrosion mechanism was analyzed and discussed. The results show that the three electroplated coatings improve the corrosion resistance of the anode in different magnitudes. Ni-electroplated 30crmnsia and Cd-electroplated 30crmnsia coatings are found to be least susceptible to galvanic corrosion when coupled Ti-1023 titanium alloy. Zn-electroplated 30crmnsia is moderately susceptible to galvanic corrosion. But the bare 30crmnsia is highly susceptible to galvanic corrosion in corrosive environment.

关键词： electroplated coating galvanic corrosion Ti-1023 30crmnsia

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30crmnsia弯管裂纹分析

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2022年第12期 172-174页

作者：陈启芳董娜邓少平熊路兰漆诚江西洪都航空工业集团有限责任公司江西南昌330095

某飞机上弯管零件选用30crmnsia材料,检查时发现该弯管零件的弯曲外表面出现了裂纹导致该零件报废。采用裂纹宏观分析、裂纹断口微观分析、金相组织分析、元素化学成分检测和硬度检测等理化试验方法分析了该飞机30crmnsia弯管零件裂纹... 详细信息

某飞机上弯管零件选用30crmnsia材料,检查时发现该弯管零件的弯曲外表面出现了裂纹导致该零件报废。采用裂纹宏观分析、裂纹断口微观分析、金相组织分析、元素化学成分检测和硬度检测等理化试验方法分析了该飞机30crmnsia弯管零件裂纹产生的原因。分析结果表明,30crmnsia弯管零件裂纹产生的原因由于该管材零件在弯曲成形的制造工艺过程中,由于弯曲成形时工艺参数使用不当,在30crmnsia管材弯曲部位的外表面产生了超出材料极限不均匀的塑性变形,导致弯管外表面产生裂纹,建议在该30crmnsia弯管零件制造的弯曲工艺中优化弯曲角度、弯曲半径和弯曲速度等工艺参数,避免弯管在弯曲时产生裂纹。

关键词： 30crmnsia 裂纹塑性变形弯曲

30crmnsia镀锌掉膜的原因及其固膜对策

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材料保护 2003年第11期36卷 69-71页

作者：肖志红曾红姣中国三江航天集团江北机械厂湖北远安444200

　针对生产中30crmnsia镀锌掉膜的现象以及影响30crmnsia表面镀锌掉膜的因素和固膜对策进行了研究。结合实际生产,提出了一系列切实可行的固膜措施。

关键词： 30crmnsia 镀锌掉膜固膜

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30crmnsia钢的恒温相变超塑性

材料工程 1993年第11期21卷 12-13页

作者：阳永春何锦学北京机电研究所

本文研究了710～840℃之间的300crmnsia钢的恒温超塑性,重点测试了在共折转变点A_(C1)点附近的超塑性指标。研究结果表明,300crmnsia钢具有恒温相变超塑性特性。在A_(C1) 点温度附近材料延伸率有明显增长,流动应力最低。当初始应变速率... 详细信息

本文研究了710～840℃之间的300crmnsia钢的恒温超塑性,重点测试了在共折转变点A_(C1)点附近的超塑性指标。研究结果表明,300crmnsia钢具有恒温相变超塑性特性。在A_(C1) 点温度附近材料延伸率有明显增长,流动应力最低。当初始应变速率为4.2×10^(-4)s^(-1)时,经预先调质处理的的30crmnsia钢最大延伸率为608％,最低流动应力为55MPa。与710～740℃温度区间内的研究结果相比延伸率提高了300％以上。恒温相变超塑性与材料组织状态、变形温度、应变速率等有关,此时材料的宏观m值水平也较高。

关键词：超塑性恒温相变 30crmnsia