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机械工程材料杂志 2015年第12期

Materials for Mechanical Engineering

主管单位:上海科学院
主办单位:上海材料研究所
国际刊号:1000-3738
国内刊号:31-1336/TB
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 316.00
创刊:1977
类别:工程科技I
周期:月刊
发行:上海
语言:中文
起订时间:
曾用名:机械工程材料
出版社:院校类
邮编:200437
主编:杨武
邮发:4-221
库存:200
  • 7075铝合金蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响

    作者:刘大海 谢永鑫 黎俊初 宗崇文 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    对7075铝合金进行了蠕变时效成形试验,通过正交试验分析了时效温度、保温时间和模具半径等工艺参数对该铝合金蠕变时效成形后回弹的影响。结果表明:蠕变时效成形工艺参数对回弹的影响程度由大到小的顺序为时效温度、保温时间、模具半径;当时效温度为190℃、保温时间为15h、模具半径为300mm时,7075铝合金成形效率最高,回弹率最小,为29.43%;在其它工艺参数一定时,回弹率随时效温度的升高而降低,随保温时间的延长先快速下降然后逐渐趋于稳定。

  • 钼加入量对Fe-2Cu-0.8C系烧结合金组织和性能的影响

    作者:王天国 覃群 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    采用粉末冶金方法制备了Fe-2Cu-xMo-0.8C(x为0.2~1.2,质量分数/%)合金,研究了钼元素加入量对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着钼加入量的增多,合金的密度、抗拉强度和伸长率均先增大后减小,当钼质量分数为0.8%时达到最大,分别为6.9g·cm-3,318 MPa和3.9%,此时合金具有良好的综合性能;钼可促进合金烧结体的致密化,随钼加入量增多,烧结体的孔隙率减小。

  • 化学气相沉积法制备硅质量分数6.5%硅钢的脆性

    作者:高超 苏芳臣 相颖杰 孙权 陈建钧 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    采用化学气相沉积(CVD)法制备了硅质量分数为6.5%的硅钢,利用扫描电镜、能谱仪和自主设计研发的三点压弯机研究了反应温度、气氛含氧量和SiCl_4含量对硅钢脆性的影响。结果表明:硅钢的晶粒尺寸随反应温度的升高而长大,硅钢的脆性随着晶粒尺寸的增加而增大;气氛含氧量在100mg·kg~(-1)时所制备的硅钢产生了晶界氧化现象,使硅钢脆性增加;SiCl_4含量较大时(体积分数35%)所制备的硅钢产生了Kirkendall空洞,导致其脆性加剧。

  • 表面复合强化处理后Ti17钛合金的显微组织和耐磨性能

    作者:王少鹏 乔生儒 张程煜 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    分别以硅青铜和YG-8合金为电极进行瞬态电能表面强化结合离子束增强沉积硅青铜对Ti17钛合金进行表面复合强化,研究了电极材料对其组织和耐磨性能的影响。结果表明:Ti17钛合金表面复合强化层由瞬态电能强化层和铜沉积层组成,铜沉积层组织致密,无气孔、微裂纹等缺陷,与瞬态电能强化层结合良好;以硅青铜为电极强化处理后的钛合金表面复合强化层厚约6μm,强化层及界面处无微孔、裂纹等缺陷,表面硬度为517 HV,耐磨性能较未强化的提高了20倍;以YG-8合金为电极处理后的钛合金表面复合强化层厚约15μm,在其瞬态电能强化层中存在少量的微孔和微裂纹,表面硬度为537HV,耐磨性能较未强化的提高了30倍;复合强化后Ti17钛合金的摩擦因数比未强化的略有下降。

  • 轴承钢盘条在不同条件保护下退火时的氧化脱碳行为

    作者:王宇飞 任凤章 黄胜操 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    对GCr15轴承钢盘条进行了不同条件保护下的球化退火处理,对比分析了其表面氧化脱碳行为。结果表明:在木炭非接触保护下退火能有效防止轴承钢盘条表面氧化,但脱碳严重,氧化脱碳层总厚度明显超过无木炭保护下的,木炭加入量较多时其脱碳层厚度也较大;无木炭保护时,无论轴承钢盘条装罐密封与否,其氧化脱碳层总厚度差别不大。

  • 风力机叶片用复合材料的拉伸及冲蚀磨损性能

    作者:董旭旭 李新梅 董兰兰 曹祥辉 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    采用真空灌注成型工艺制备了风力机叶片用玻璃纤维增强树脂基复合材料,研究了其显微结构、拉伸性能以及在气固两相流下的冲蚀磨损性能。结果表明:复合材料的拉伸曲线呈Weibull分布,断裂前无明显的屈服现象;铺设6层纤维织物复合材料的拉伸强度为456.87 MPa,12层的拉伸强度为646.69MPa,其弹性模量均为4 720.36MPa;复合材料冲蚀率分别随冲蚀颗粒冲击角和冲击速度的增加而增大,随着颗粒粒径的增大成波动性下降。

  • 基于三维有限元解的紧凑拉伸试样应力强度因子计算公式

    作者:贾旭 胡绪腾 宋迎东 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    对标准紧凑拉伸(CT)试样的二维和三维应力强度因子有限元解进行了对比分析,基于三维有限元虚拟裂纹闭合法拟合了一种新的标准CT试样的应力强度因子计算公式,并采用ANSYS软件内嵌位移外推法进行了验证。结果表明:基于二维分析所得的应力强度因子计算公式计算结果与实际三维CT试样的具有较大的差异;在加载孔等效分布力一定的条件下,CT试样裂纹前沿大部分区域的应力强度因子与中心点的相近,且与厚度无关;拟合得到的三维CT试样裂纹前沿中心点的应力强度因子计算公式具有很高的精度,其计算结果与ANSYS软件内嵌位移外推法的相对误差在0.5%以内。

  • 基于数值模拟的铝合金薄壁管拉拔工艺优化

    作者:王冠 寇琳媛 李落星 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    使用LS-DYNA有限元软件,建立了铝合金薄壁管拉拔加工的仿真模型,对管材拉拔过程中表面质量降低、壁厚不均以及材料失效等问题进行了原因分析;采用形状与尺寸优化相结合的方式改进了拉拔工艺并进行了试验验证。结果表明:铝合金薄壁管在拉拔过程中,与模具发生非均匀接触,沿拉拔方向材料的流动速度不一致,导致成型后的成品表面出现U形纹路,并诱发棱边开裂失效;通过优化第三道次坯料及模具工作带的形状和尺寸,显著提高了拉拔加工过程中金属流动的均匀性,改善了应变集中问题,并获得了高质量产品。

  • 高速冲击下子午线轮胎胎面胶的本构模型

    作者:宋守许 余德桥 吴师强 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    在室温下,运用分离式Hopkinson压杆对子午线轮胎胎面胶进行高速冲击破坏试验(应变速率为2 000~5 400s~(-1)),得到了胎面胶在高速冲击下的应力-应变曲线;通过修正MooneyRivlin本构模型,构建了适用于高应变速率并具有脆性特征的动态本构模型,并通过非线性拟合得到了动态本构模型的拟合参数。结果表明:胎面胶呈现非线性应力-应变关系,屈服应力随应变速率的增加由89 MPa增至345 MPa,具有应变速率强化效应与脆性断裂特征;本构模型计算得到的应力-应变与试验值比较吻合,验证了动态本构模型的可靠性。

  • 环芯法测定残余应力适用范围的拓展

    作者:陈忠安 孙国超 赵玉津 金学松 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    传统的采用环芯法测定残余应力公式中的应变释放系数公式是通过数值标定或试验标定得到的,而且现有标准中释放系数的确定只是针对特定泊松比的材料。为了拓展环芯法测定残余应力的适用范围,采用理论分析及有限元模拟的方法评估了不同材料的泊松比对释放系数的影响,建立了标定应变释放系数的有限元模型及其释放系数与泊松比、槽深的函数关系。结果表明:泊松比偏离0.3较大时,传统环芯残余应力测定方法会有明显的误差,而此误差本质上是系统误差;得到了考虑泊松比的残余应力修正公式,并用试验验证了该公式的正确性;修正公式不受泊松比的限制。

  • 轧制工艺对经济型X80管线钢组织和显微硬度的影响

    作者:狄嫣 王畅畅 贾书君 刘清友 彭巨擘 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    利用Gleeble-1500D型热模拟试验机对传统型X80管线钢和经济型X80管线钢进行模拟轧制,研究了变形温度、冷却速率和终冷温度等工艺参数对其组织和硬度的影响。结果表明:两种试验钢的组织均为针状铁素体、少量准多边形铁素体和粒状贝氏体,二者的显微硬度相差不大;随着变形温度降低、冷却速率增大和终冷温度降低,经济型X80管线钢的组织逐渐细化,M/A岛由棒状逐渐变成圆点状,尺寸变小,显微硬度的波动不大。

  • 低孔隙度高温自润滑微孔预制体孔径计算方程的建立及验证

    作者:韩田田 王砚军 杨丽颖 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    建立了高温自润滑微孔预制体的孔结构模型,并得到了适用于不同堆积模式的平均孔径和孔径分布的计算公式;通过模仿生物体汗腺结构设计并制备了高温自润滑微孔预制体,测量了其平均孔径和孔径分布并验证了体心立方堆积模式下的计算公式。结果表明:平均孔径和孔径分布的计算值和试验值基本吻合,由孔结构模型推导的平均孔径和孔径分布的计算公式可以较好地描述孔径大小和孔径分布等参数;随着烧结温度的升高,微孔预制体的平均孔径和孔径分布区间减小;随原料TiC和M2粉末平均粒径的减小,其预制体的平均孔径和孔径分布区间也相应减小。

  • Inconel 625镍基合金管道焊接残余应力的数值模拟

    作者:姬丽森 凌泽民 何建 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    以Inconel 625镍基合金管道的焊接接头为研究对象,建立了热-力学耦合的三维有限元模型,采用ANSYS软件对该合金管道环焊缝对称焊的残余应力进行了数值模拟,分析了管道外表面轴向和环向残余应力分布,并进行了试验验证;此外,还分析了预热温度对管道残余应力的影响。结果表明:该合金管道焊后外表面轴向与环向残余应力的模拟结果与试验结果在数值和分布趋势上均比较吻合,证明了模型的准确性;在焊缝及近焊缝区的管道外表面形成了轴向压应力和环向拉应力,随着距焊缝中心距离的增加,轴向压应力逐渐变为拉应力,而环向拉应力逐渐转变为压应力,并最终趋向于0;随着预热温度的升高,管道外表面轴向和环向残余应力均降低。

  • 不同基底上等离子喷涂钼层片形成过程的三维模拟

    作者:郑振环 李强 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    基于有限体积法,运用流体体积法(VOF)追踪自由液面,同时考虑流动、传热和基底熔化的耦合,对在1Cr13不锈钢和H70黄铜基底上等离子喷涂钼层片的形成过程进行了三维瞬态模拟;通过等离子喷涂试验制备了钼层片,利用扫描电子显微镜和台阶仪分别测试了钼层片的形貌和表面轮廓曲线,并将试验结果与模拟结果进行了对比验证。结果表明:在两种基底上模拟得到的钼层片形貌、厚度、铺展系数以及基底撞击凹坑深度都与试验结果吻合较好;1Cr13不锈钢基底上钼层片发生飞溅是由于钼熔滴在铺展过程中受到已凝固薄层的阻碍而抬离基底,进而脱离已凝固层而形成的。

  • X100抗大变形管线钢焊接热影响区的显微组织与冲击功

    作者:李光 李雪萍 徐学利 张骁勇 高惠临 刘彦明 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    采用部分再结晶区加速冷却的方法获得了X100抗大变形管线钢,利用焊接热模拟技术制备了不同热影响区试样并研究了其冲击功和显微组织。结果表明:X100抗大变形管线钢具有较强的极限应变能力,其组织为粒状贝氏体和多边形铁素体;模拟热影响区试样的冲击功随热循环峰值温度的升高而下降,当峰值温度为1 300℃时,冲击功为247.9J,比母材的降低了17.3%,冲击断裂方式也从韧性断裂转为解理断裂;热循环峰值温度升高使热影响区组织发生再结晶,并且晶粒粗化,降低了其韧性。

  • 喷丸工艺对18Cr2Ni4WA钢残余应力影响的有限元模拟

    作者:卢运鹏 汪崇建 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了在不同弹丸速度和半径下喷丸强化后18Cr2Ni4WA钢的表层残余应力分布,并进行了试验验证。结果表明:18Cr2Ni4WA钢表层中最大残余压应力随着弹丸速度或弹丸半径的增加均先增大后减小,当弹丸速度为120m·s-1、弹丸半径为0.6mm时喷丸强化效果较佳;喷丸后钢表层残余应力分布的模拟结果和试验结果相吻合,证明了模型的准确性。

  • 卡车用铝镁合金油箱盖板拉深成形的有限元模拟

    作者:刘奎武 边巍 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    以某卡车用AA5754铝镁合金油箱盖板为研究对象,利用DYNAFORM有限元软件对其拉深成形过程进行有限元模拟,研究了板料厚度、模具间隙及压边力对最大减薄率的影响,并进行了试验验证。结果表明:油箱盖板最大减薄率随着板料厚度及压边力的增大而增加,随着模具间隙的增大而减小;最大减薄率及最大增厚率的模拟值与试验值的相对误差分别为7.85%与9.48%,验证了有限元模拟的准确性;通过有限元模拟,将板料的厚度从3mm降至2.5mm。

  • 含铜低碳硅锰钢的连续冷却转变曲线及显微组织

    作者:陈连生 米振鹏 田亚强 宋进英 魏英立 郑小平 徐静辉 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    通过Gleeble-3800型热模拟试验机测出含铜低碳硅锰钢在不同冷却速率(1~150℃·s^-1)下连续冷却的热膨胀曲线,绘制出该钢的连续冷却转变(CCT)曲线;结合金相观察及显微硬度测试分析了冷却速率对相变组织及硬度的影响。结果表明:冷却速率在1~5℃·s^-1时,显微组织主要为铁素体+珠光体;当冷速为10℃·s^-1时组织中出现马氏体,随着冷速增大,马氏体含量增多,珠光体发生退化并逐渐减少,铁素体总量减少,其中针状铁素体增加而多边形铁素体减少并消失;冷却速率超过120℃·s^-1后,针状铁素体基本消失,显微组织为马氏体+少量残余奥氏体;试验钢显微硬度随冷却速率的增大而增加。

  • 板料成形极限曲线测试及NADDRG模型预测

    作者:雷泽红 涂元强 祝洪川 全芳 张文颖 杨杰 期刊:《机械工程材料》 2015年第12期

    利用ARAMIS动态应变测量系统测试了不同钢板的成形极限曲线(FLC),分析了钢板厚度、应变硬化指数和强度对成形极限的影响,并与NADDRG模型预测的FLC进行了对比。结果表明:钢板的成形极限应变与钢板厚度和硬化指数正相关,与强度负相关;NADDRG模型对DC系列冷轧低碳钢的FLC预测结果基本准确,但平面应变点并非试验所测FLC的最低点,试验所测FLC的最低点较平面应变点向右偏移,其主应变值与NADDRG模型预测结果一致,次应变值与各向异性塑性应变比显著负相关。

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