AN INVESTIGATION OF RESIDUAL STRESS OF OXIDE SCALE AFFECTED BY THE ADDITION OF RARE EARTH ELEMENTS IN Fe-Cr-Al ALLOY AT 1200 AND 1350℃

本文用衍射仪内标法测定了氧化层的残余应力,研究了稀土元素对Fe-Cr-Al合金在1200℃和1350℃氧化时氧化层残余应力的影响,结果表明,氧化层都存在残余压应力,且稀土元素有明显的影响,不加稀土的A合金σ<100 kgf/mm~2,加(La+Ce)的B合金σ>200kgf/mm~2,加Y的C合金σ>300kgf/mm~2. 若以〔P〕_A=P_(0001)+P_(0118)+P_(1129)+P_(10110)的织构系数值表示氧化层的择优取向的程度,发现氧化层的择优取向程度与粘附性有一定的关系,〔P〕_A>6.5的氧化层不发生剥落,〔P〕_A<6.5的氧化层发生剥落,稀土元素增强氧化层的择优取向程度是它改善氧化层粘附性的原因之一.     

高强度Mg-Zn-Y-Zr合金板材的研究

本简报报道室温强度达到σ_b≥32kgf/mm~2,σ_(0.2)≥25kgf/mm~2,δ≥10%的高强度板材镁合金。根据美国的高强度变形板材镁合金的资料表明,已投入生产的合金有AZ31A-H_(24)和ZE 10A-H_(24)。前者相当于苏联的MA_(2-1),含3%Al,1%Zn;后者含1.2%Zn,0.18%RE。此外,还有试验板材合金ZK41XA-H_(26),含4%Zn,0.5%Zr,0.6%RE.AZ31A-H_(24)及ZE10A-H_(24)合金的室温强度极限σ_b≤31.5kgf/mm~2,δ<9%。另外尚有ZK60A,即苏联的BM_(65-1),这一合金一般是作棒材、型材、管材和锻件,作为板材     

A NEW HIGH STRENGTH Mg-Zn-Y-Zr SHEET ALLOY

<正> 本简报报道室温强度达到σ_b≥32kgf/mm~2,σ_(0.2)≥25kgf/mm~2,δ≥10％的高强度板材镁合金。 根据美国的高强度变形板材镁合金的资料表明,已投入生产的合金有AZ31A-H_(24)和ZE 10A-H_(24)。前者相当于苏联的MA_(2-1),含3％Al,1％Zn;后者含1.2％Zn,0.18％RE。此外,还有试验板材合金ZK41XA-H_(26),含4％Zn,0.5％Zr,0.6％RE.AZ31A-H_(24)及ZE10A-H_(24)合金的室温强度极限σ_b≤31.5kgf/mm~2,δ<9％。另外尚有ZK60A,即苏联的BM_(65-1),这一合金一般是作棒材、型材、管材和锻件,作为板材     

LF6Y_2板存放效应

一、试验的提出 1.LF6Y_2板,我们起用于63年。东北轻合金加工厂制定的第一个企业标准是CB18-63,后改为CB162-66,Q/KC101-68,Q/Q123-75及现在使用的Q/Q123-82标准,还有EL/×228-79,EL/S252-80和Q/Q102-81,诸标准中均有承制厂生产厚度4.0～12.0mm板材,应满足自出厂日期起三个月内复验时,板材屈服极限σ_(0.2)>26kgf/mm~2的要求。σ_(0.2)>26kgf/mm~2是出厂时σ_(0.2)≥29kgf/mm~2的下降值。这意味着LF6Y_2板随存放时间的延长,σ_(0.2)要降低,一是三个月时间下降最多不能超过3kgf/mm~2。     

柴油机镶块的热处理及横向机械性能

1.前言我厂生产的轻型大马力中速柴油机活塞组零件——镶块,系采用φ220mmLD5合金棒材经加工制成,要求经热处理后其纵、横向机械性能必须达到纵向:σ_b≥39kgf/mm~2,δ_5≥9％;横向:σ_b≥37kgf/mm~2,δ_5≥7％。几年来的生产实践表明,用传统规范进     

奥氏体—贝氏体球铁的强度特性

本文研究了奥氏体—贝氏体球铁的性能和组织间的关系。研究结果表明,它不仅具有高强度(σ_b>100kgf/mm~2,σ_(-1)=40～42kgf/mm~2),而且有高的塑性和韧性(δ_5>6％,K_(IC)=280kgf/mm~3/2)。同时,其疲劳门槛值△Kth较高,而疲劳裂纹扩展速率da/dN较低.因此扩大了球铁的使用范围.     

供应状态下LY12合金轧制板材的超塑效应及应用

对供应状态下的LY12合金轧制板材进行超塑性拉伸试验得到,在430℃.ε=5×10~(-3)S~(-1)时,其延伸率δ=135%,流动应力σ_s=1.87kgf/mm~2。通过对抛物面天线的成形实践表明,应用该合金板材所具有的超塑效应进行等温气压成形是有较好实用价值的。     

γ-TiAl的循环氧化行为

采用增重法研究了γ－ＴｉＡｌ合金在１１２３Ｋ和１１７３Ｋ空气中循环氧化的动力学曲线，用配有能谱的扫描电子显微铎氧化层的形貌和显微结构进行了分析，用Ｘ射线衍射仪测定了氧化层中的残余应力，研究结果表明：温度是影响γ－ＴｉＡｌ合金循环氧化的重要因素，氧化膜的剥落发生在金属／氧化层界面，其剥落途径为：氧化层先脱附凸起，而后发生剥落。     

镍基铸造合金稳态蠕变行为的研究

本文研究了一种高粒子含量镍基铸造合金稳态蠕变行为。通过对不同温度(800,850,900℃),不同应力(22,24,28kgf/mm~2)蠕变变形测量,得出稳态蠕变速率表达式分别为: ε_s=8.01×10~(15)exp(-53170/T) ε_s=2.01×10~(18)σ~(9.58) ε_s=1.06×10~2σ~(9.58)exp(-53170/T) 蠕变速率与应力满足乘方关系,应力指数n=9.58;蠕变速率与温度满足指数函数关系,蠕变激活能Qc=445千焦耳/克原子。本文初步探讨了合金稳态蠕变过程的机制。薄膜透射电镜和蠕变过程分析指出,带割阶位错通过间隙原子扩散由位错攀移粒子控制蠕变过程。     

高强钢轨的发展趋势

众所周知,在世界各国铁路线上,占主导地位的钢轨是普通碳素钢轨。由于铁路运输的强化,钢轨强度级不断提高,对矿山线路,小半径曲线等特殊地段用轨提出的要求更为苛刻。世界各国从五十年代起,研制了含常规合金化元素硅、锰以外的合金钢轨,生产了热处理强化轨,σ_b均达到110kgf/mm~2以上,近来又生产了σ_b≥150kgf/mm~2的超高强钢轨。     

STRESS CORROSION OF HIGH STRENGTH STEELS IN WATER MEDIUM

本文对应力腐蚀试验的WOL型恒位移试样作了评述.并用它测量了四种高强度钢在水介质中的止裂K_(Iscc)和da/dt.对其中的30CrMnSiNi_2A钢研究了强度和组织的影响.结果表明,对同一类热处理,随强度下降K_(Iscc)提高.当强度相同时,等温后回火组织的K_(Iscc)明显比马氏体组织和不回火贝氏体组织高得多.当强度σ_b≤130—140kgf/mm~2时,裂纹扩展情况发生变化,K_(Iscc)明显升高、da/dt也大幅度下降. 用不同曲率(ρ)的恒位移缺口试样测量缺口形成应力腐蚀裂纹的界限应力强度因子K_(Iscc)(ρ),结果表明: K_(Iscc)(ρ)=B ρ≤ρ_0 Aρ~(1/2) ρ>ρ_0A是材料常数.对σ_b=161 kgf/mm~2的30CrMnSiNi_2A钢,A=426kgf/mm~2. 根据实验数据,运用线弹性断裂力学对30 CrMnSiNi_2A钢高强度螺栓的应力腐蚀断裂事故进行了定量分析,给出了提高螺栓安全性的具体办法.     

不同氧化程度锆合金失水事故降温过程应力场演变研究

为了研究不同氧化程度的锆合金在失水事故过程应力场的演变规律,以失水事故后三层结构的Zr-4包壳为研究对象,将α-Zr(O)体积分数代表不同氧化程度的锆合金包壳,建立3种不同氧化结构的锆合金模型并进行1200～800℃再到室温的两步冷却有限元模拟。计算结果表明：氧化膜内的应力为压应力,且氧化膜应力随温度降低的变化梯度最大,导致α-Zr(O)层与基体的交界处产生较大的残余应力;基体组织体积占比越大的模型降温后内部残余应力越小;低氧化程度模型中α-Zr(O)层在降温末期应力基本不变,但在氧化程度较高时有明显的应力集中现象,高氧化程度模型在降温时会产生较大的压应变,并导致基体产生较大变形。对降温过程不同氧化程度模型的各组织进行了相应的本构分析,发现淬火初期各层组织的应力先降低后增加,基体靠近α-Zr(O)层边缘组织与心部组织力学性质存在差异,氧化程度较高的模型,同样应变下基体心部组织压应力高于边缘组织。     

拉力法测量氧化膜的粘附力

利用拉力法测量了Ti-5621S及含1wt%Nd的Ti-5621S合金800℃空气中形成的氧化膜的粘附力,用膜/合金界面能表征的氧化膜的粘附力不仅与断裂载荷有关、而且还与膜内的残余应力有关.简化分析后得出它们间存在关系Ti-5621S合金中添加Nd能增强氧化膜粘附力,两种合金氧化膜的粘附力随厚度增加而降低.     

高强度钢水介质应力腐蚀研究

本文对应力腐蚀试验的WOL型恒位移试样作了评述.并用它测量了四种高强度钢在水介质中的止裂K_(Iscc)和da/dt.对其中的30CrMnSiNi_2A钢研究了强度和组织的影响.结果表明,对同一类热处理,随强度下降K_(Iscc)提高.当强度相同时,等温后回火组织的K_(Iscc)明显比马氏体组织和不回火贝氏体组织高得多.当强度σ_b≤130—140kgf/mm~2时,裂纹扩展情况发生变化,K_(Iscc)明显升高、da/dt也大幅度下降. 用不同曲率(ρ)的恒位移缺口试样测量缺口形成应力腐蚀裂纹的界限应力强度因子K_(Iscc)(ρ),结果表明: K_(Iscc)(ρ)=B ρ≤ρ_0 Aρ~(1/2) ρ>ρ_0A是材料常数.对σ_b=161 kgf/mm~2的30CrMnSiNi_2A钢,A=426kgf/mm~2. 根据实验数据,运用线弹性断裂力学对30 CrMnSiNi_2A钢高强度螺栓的应力腐蚀断裂事故进行了定量分析,给出了提高螺栓安全性的具体办法.     

NXQ型皮囊式蓄能器光弹性应力分析

对于环向切片在内外边界各点的环向应力计算同样适用上述公式(1)和公式(2)。根据应力相似原理,即可求得蓄能器在工作压力下器壁中的实际应力计算公式: σ实=(P实)/(P模)σ模(kgf/cm~2)(3)式中:P实——蓄能器的工作压力,此处取p实=320kgf/cm~2; σ模——按公式(1)、(2)计算得到的模型应力(kgf/cm~2)。     

A STUDY ON MECHANISM OF SURFACE DEFORMATION INDUCED BY STRESS CORROSION CRACKING

对于D_6AC钢(σ_b=203.5kgf/mm~2)和24CrMnSiNi钢(σ_b=161.0kgf/mm~2),在裂纹张口处滴水的条件下进行了应力腐蚀开裂实验。在光学显微镜和干涉显微镜下观察并研究了应力腐蚀开裂所引起的试样表面形变现象。结果表明,表面形变对于不同强度级别的钢具有不同的特征。在试样表面上所观察到的应力腐蚀裂纹的开裂路径,大多沿着一侧形变带或两形变带的会合处。讨论了产生这种表面形变现象的机制,认为与观察到的应力腐蚀裂纹在试样厚度上呈舌形扩展有关,此时未开裂的薄的试样表面层在外力作用下经受剪切变形,因而造成所观察到的试样表面形变现象。     

微弧氧化处理对TiAl合金抗氧化性能的影响

尝试了通过微弧氧化陶瓷化处理来提高ＴｉＡｌ合金的抗高温氧化性能。结果表明,通过微弧氧化处理能在ＴｉＡｌ合金表面形成具有不同成分的陶瓷层,但难以形成单一的Ａｌ２Ｏ３陶瓷层。在８５０℃的氧化实验表明,不同成分的陶瓷层对ＴｉＡｌ的抗氧化性能有不同的影响,有些陶瓷层在氧化过程中剥落,对ＴｉＡｌ的抗化性能无明显改善;另有一些陶瓷层与基体粘附性好,在氧化过程不剥落,能在一定程度上提高ＴｉＡｌ的抗氧化性能,但氧     

热生长下热障涂层残余应力及失效分析

针对典型热障涂层结构以界面开裂和涂层剥落为主要失效模式,考虑界面凹凸微观形貌特征,借助材料转换的方法实现氧化生长,利用粘弹塑性有限元法,研究了氧化层热生长和蠕变等因素对热障涂层残余应力的影响,并从应力应变循环演化的角度对热障涂层系统中微裂纹的萌生位置进行了预测。结果表明,随着氧化层厚度的增大,垂直于界面方向的残余应力迅速增大;材料蠕变对热障涂层系统应力释放作用显著;从残余应力和应变演化的角度进行评价,结构中的微裂纹会率先出现在粘接层凸峰以及陶瓷层/氧化层/黏结层界面的中间位置,仿真分析结果与试验结果一致。     

应力腐蚀开裂所引起的表面形变机制的研究

对于D_6AC钢(σ_b=203.5kgf/mm~2)和24CrMnSiNi钢(σ_b=161.0kgf/mm~2),在裂纹张口处滴水的条件下进行了应力腐蚀开裂实验。在光学显微镜和干涉显微镜下观察并研究了应力腐蚀开裂所引起的试样表面形变现象。结果表明,表面形变对于不同强度级别的钢具有不同的特征。在试样表面上所观察到的应力腐蚀裂纹的开裂路径,大多沿着一侧形变带或两形变带的会合处。讨论了产生这种表面形变现象的机制,认为与观察到的应力腐蚀裂纹在试样厚度上呈舌形扩展有关,此时未开裂的薄的试样表面层在外力作用下经受剪切变形,因而造成所观察到的试样表面形变现象。     

稀土元素对HP40合金预氧化行为的影响

采用声发射技术原位检测稀土元素改性HP40合金经过不同氧化时间后,氧化膜在降温过程中的剥落行为。结果表明,添加稀土元素的合金经过1h预氧化后氧化膜结合强度并未得到明显提高。随着氧化时间的延长,稀土元素促进合金的内氧化,进而提高了氧化膜与基体界面结合强度。通过BSE观察发现,稀土元素促进氧化膜与基体界面内氧化产物(氧化硅)的形成。同时这种氧化硅提高了氧化膜结合强度,进而改变了氧化膜的剥落形式。