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机械工程材料杂志 2016年第04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
  • 模压变形5052铝合金的显微组织与室温拉伸性能

    作者:杨开怀 曾建民 邹泽昌 陈文哲 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    对5052铝合金板进行了多道次模压(GP)变形,研究了GP变形道次对其显微组织和室温拉伸性能的影响。结果表明:该铝合金的平均晶粒尺寸随GP变形道次的增加而减小,4道次变形后平均晶粒尺寸由未变形的43.2μm细化到约1.1μm;抗拉强度随GP变形道次的增加而单调递增,伸长率则先快速下降后缓慢升高;4道次GP变形能使5052铝合金在提高抗拉强度的同时保持良好的塑性。

  • 铝板搅拌摩擦加工后原位自生第二相颗粒及焊核区晶粒尺寸

    作者:陈吉 邓慕阳 陈科 张澜庭 单爱党 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    对1060铝板进行了搅拌摩擦加工(FSP),通过在加工区添加钛粉的方法原位生成了第二相Al3Ti颗粒,研究了第二相颗粒的分布及焊核区晶粒尺寸。结果表明:在焊核区前进侧钛粉的弥散程度随FSP道次的增多而增大,4道次后基本呈弥散分布,并与铝反应生成纳米级Al3Ti颗粒,该颗粒从界面处剥落后仍聚集于钛粉周围;第二相颗粒有效地限制了晶粒的长大,其数量较多的区域晶粒较细小,且在加工后热处理中几乎不发生长大。

  • GH4169镍基高温合金的超高周疲劳性能

    作者:燕怒 韩晓琪 余泳华 游敏 彭文杰 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    在室温下使用超声疲劳试验机对GH4169镍基高温合金进行了105~108周次的疲劳试验,获得了S-N曲线并观察了疲劳断口形貌。结果表明:S-N曲线呈逐渐下降的趋势,没有出现疲劳极限,在超过107周次的循环后试样仍发生疲劳破坏;疲劳裂纹的萌生位置并未随S-N曲线的下降呈现出规律性,裂纹主要萌生于试样表面,少量萌生于试样内部;在超声疲劳载荷作用下试样同时存在塑性和脆性两种破坏方式。

  • 高致密度、复杂形状SiC陶瓷的组合热压烧结技术

    作者:刘秀 齐龙浩 贺智勇 张启富 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    提出了一种组合热压烧结新工艺,以石墨为型芯材料成功制备出具有复杂内部型腔的SiC陶瓷。结果表明:当石墨和SiC浆料固相含量均为50%(体积分数)时,烧结后SiC陶瓷的密度最高且与石墨的径向收缩率差值最小;石墨型芯易于去除,得到的SiC陶瓷内部型腔平滑且完整,相对密度高达98.5%,抗弯强度达到580MPa。

  • 热处理对GH4169合金组织及低周疲劳寿命的影响

    作者:曾旭 张显程 涂善东 轩福贞 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    采用三种热处理工艺对GH4169合金进行处理,研究了处理后合金相应的显微组织以及在应变幅1.0%,0.8%和0.5%下的常温低周疲劳性能。结果表明:采用三种工艺热处理后,GH4169合金的组织中均析出了δ相,热处理前后的晶粒尺寸相差较小;在固溶和双时效处理之间增加了900℃固溶处理后,δ相在合金中的析出量增加,且保温时间长的δ相含量更多;GH4169合金的疲劳寿命几乎不受δ相析出量的影响,其疲劳断口在相同应变幅下都呈现出相似的形貌,裂纹源数量均随着应变幅的增加而增多。

  • GH4169镍基高温合金的高温低周疲劳性能

    作者:姚亮亮 张显程 刘峰 涂善东 马聪 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    对国产GH4169镍基高温合金进行了总应变控制的高温低周疲劳试验,研究了其疲劳性能,分析了断口形貌。结果表明:试验合金具有较好的高温低周疲劳性能,与进口Inconel 718镍基合金的相近,但在较低的总应变范围下比Inconel 718合金的疲劳寿命要低;该合金在不同总应变范围下都表现出明显的循环软化行为;合金试样的疲劳断口呈多裂纹源性,疲劳源数量随总应变范围的降低和疲劳寿命的延长而减少;疲劳裂纹都萌生于表面,穿晶扩展到一定径向深度时,会出现沿晶扩展特征。

  • 不同钢种真实应力屈强比与工程应力屈强比的测试与对比

    作者:姚婷珍 肖美霞 许天旱 王党会 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    对五种试验钢进行了拉伸试验,得到了工程应力屈强比、真实应力屈强比和静力韧度实测值,根据静力韧度计算公式计算得到了五种钢颈缩前后吸收的能量和静力韧度,并与实测值进行了对比。结果表明:各试验钢的真实应力屈强比比工程应力屈强比小约0.13,静力韧度的实测数据和公式计算的结果一致;对高钢级管线钢,在静力韧度足够的前提下,用真实应力屈强比做为安全性指标比用工程应力屈强比更客观,更具实际意义。

  • Y_2O_3含量对Ni-20Cr-5Al合金高温抗氧化性能的影响

    作者:孙端君 梁春园 尚金龙 赖灿伟 尹继辉 宋亚茹 张修海 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    将镍、铬、铝粉按比例混合后,再添加不同质量分数(0~5%)Y_2O_3粉作为弥散相,采用粉末冶金技术制备了Ni-20Cr-5Al-xY_2O_3(质量分数/%)氧化物弥散强化镍基高温合金,并在1 150℃下进行了100h恒温氧化试验,研究了Y_2O_3含量对其高温抗氧化性能的影响。结果表明:Y_2O_3质量分数为0~5%时,试验合金在长时间氧化后均具有较好的高温抗氧化性能;Y_2O_3的添加有利于试验合金表面氧化膜中Cr_2O_3的形成,但其质量分数为1%~5%时会同时降低氧化膜的致密性和附着性,从而降低合金的高温抗氧化性能。

  • 轴向超声辅助磨削陶瓷的磨削力模型

    作者:李厦 臧瑞 钞俊闯 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    基于单颗磨粒的最大未变形切屑厚度,建立了轴向超声振动辅助陶瓷磨削的磨削力数学模型,模拟得到了不同磨削深度、砂轮线速度和工件运动速度下的磨削力并进行了试验验证。结果表明:法向磨削力的计算值与试验值的误差为15%左右,切向磨削力的计算值与试验值的误差为20%左右;由于前后磨粒的运动轨迹会存在重合,模型计算的磨削力比试验值大;磨削力随着砂轮边缘速度的增加而减小,随着磨削深度和工件速度的增加而增大。

  • 盲孔法测LY12铝合金焊接残余应力时应变释放系数的标定及塑性修正

    作者:苏礼季 周广涛 刘红生 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    采用有限元模拟与试验验证相结合的方法,对盲孔法测LY12铝合金薄板焊接残余应力时的应变释放系数A,B进行标定及修正;引入塑性附加应变,得到应变释放系数随形状改变比能参量变化的塑性修正公式,最后利用修正后的应变释放系数采用盲孔法测试了LY12铝合金对焊接接头的焊接残余应力,并和模拟结果进行了对比分析。结果表明:给出的塑性修正公式将焊接残余应力的测试误差由57.457%缩小到3.208%以内,修正效果良好。

  • 输油管道用316L和2205不锈钢低温蠕变模型的选择与验证

    作者:李京波 金学军 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    分别进行了80℃下316L不锈钢和20℃下2205不锈钢的蠕变试验,对试验数据拟合后分别得到了两种不锈钢的蠕变幂模型和对数模型,并推导得到了应力松驰模型;利用蠕变和应力松驰模型分别模拟了两种不锈钢的拉伸蠕变曲线和应力松驰曲线,并与试验曲线进行了对比分析。结果表明:两种模型都能很好地描述316L和2205不锈钢的低温蠕变行为,但幂模型在蠕变和松弛模拟中都表现得更好。

  • 6N01铝合金中厚板三点弯曲变形行为的数值模拟

    作者:陈灿龙 李建亮 孔见 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    通过拉伸试验获得T5热处理态6N01铝合金中厚板的拉伸性能和应力-应变曲线,在此基础上采用ANSYS-LSDYNA有限元软件对其三点弯曲变形行为进行了数值模拟,并进行了试验验证。结果表明:不同厚度铝合金板的拉伸性能不同,且与厚度的关联性不强;三点弯曲过程中不同节点位置的应力三轴度变化不大,模拟得到的弯曲极限角在150°到154°之间,与试验结果符合;用所选的材料模型和基于应力三轴度得到的失效应变准则可以模拟铝合金中厚板的弯曲行为。

  • 热挤压对粉末冶金PM-0002镍基高温合金组织及热变形行为的影响

    作者:何国爱 杨川 刘锋 司家勇 刘琛仄 江亮 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    对热等静压制备的一种新型粉末冶金PM-0002镍基高温合金进行了热挤压处理,然后在1 0001 100℃下进行了不同应变速率的热模拟压缩试验,对比分析了热挤压前后合金的显微组织和热变形行为。结果表明:该合金经热挤压后,显微组织中的原始颗粒边界基本被消除,晶粒为细小的等轴晶粒;晶粒尺寸由热挤压前的11.29μm减小到8.32μm,且分布较为集中;在不同温度和应变速率下热压缩时,热挤压后合金的峰值压缩应力略高于热挤压前的;热挤压前后合金的变形激活能分别为1 012.9kJ·mol-1和1 146.9kJ·mol-1。

  • 2Cr18Ni8W2不锈钢圆棒精锻过程的有限元模拟

    作者:肖强 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    采用DEFORM-3D有限元软件模拟了2Cr18Ni8W2不锈钢在两种精锻工艺下的温度和等效应变分布,分析了工艺条件对精锻过程中温度场和应变场的影响,并进行了试验验证。结果表明:采用优化工艺条件锻造时钢坯表面及内部温度均比现场工艺条件下的低,其内部应变分布也比现场工艺条件下的均匀;在精锻过程中增加倒数第二道次的变形量会导致锻造后的钢坯内部应变分布的不均匀性,造成晶粒大小不均,从而引起探伤误报警;采用优化工艺条件锻造后的圆棒经探伤完全合格,其组织均匀,在等轴晶的内部出现大量的形变孪晶。

  • 材料力学性能对管材数控绕弯成形时壁厚变化的影响

    作者:方军 鲁世强 王克鲁 闵旭光 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    基于ABAQUS/Explicit有限元平台,建立了规格为ψ15.88 mm×0.84 mm的21-6-9高强不锈钢管数控绕弯成形三维弹塑性有限元模型并验证了模型的可靠性;然后采用该模型通过有限元模拟研究了不锈钢力学性能变化对管材数控绕弯成形时壁厚变化率的影响。结果表明:弯管的壁厚变化率随着不锈钢强度系数、硬化指数的增大或屈服强度的降低而减小,弹性模量和泊松比对壁厚变化率基本没有影响;壁厚变化率对力学性能的敏感性由大到小依次为强度系数、硬化指数、屈服强度、弹性模量、泊松比。

  • 加热速率对22MnB5超高强度钢奥氏体化的影响

    作者:靳永明 张宜生 梁卫抗 郑徐雨 李阳 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    在Gleeble 3500型热力模拟试验机上对22MnB5超高强度钢在不同加热速率(10~100℃·s^-1)下进行了奥氏体化,研究了加热速率对奥氏体化温度Ac1,Ac3及奥氏体转变时间的影响,并建立了加热速率与Ac1的关系式。结果表明:该钢的Ac1与Ac3都随着加热速率的增大而升高;当加热速率低于25℃·s^-1时,Ac1随加热速率的增大快速升高,当高于25℃·s^-1时,Ac1缓慢升高并趋向恒定;随着加热速率的提高,奥氏体化温度区间(Ac3~Ac1)大小呈升高趋势,奥氏体转变时间缩短。

  • 铁-锰-铝-碳系低密度钢的热变形行为

    作者:章小峰 杨浩 冷德平 张龙 黄贞益 陈光 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    利用Gleeble-3500型热模拟试验机,对铝质量分数分别为8%,10%,12%的三种铁-锰-铝-碳系低密度钢进行了不同变形温度(950~1 150℃)及应变速率(0.01~1.0s^-1)下的压缩试验,研究了该低密度钢在高温下的塑性变形行为并观察了压缩变形前后的显微组织。结果表明:在950~1 150℃,应变速率0.01~1.0s^-1下变形时,三种试验钢的流变应力对温度和应变速率均较敏感,流变应力随着应变速率的增加及变形温度的降低而提高;变形后,铝质量分数为12%的试验钢组织中铁素体呈带状,不连续地分布于奥氏体基体中;在相同应变速率下,其奥氏体与铁素体晶粒随着变形温度的升高逐渐长大,相同温度较高应变速率下的奥氏体与铁素体晶粒较细小;铝质量分数为12%试验钢的动态再结晶热变形激活能为592.437kJ·mol^-1,其Zener-Hollomon参数方程为Z=ε·exp(592.437/RT)。

  • 轨道用橡胶扣件Mooney-Rivlin模型参数确定及压缩变形的有限元模拟

    作者:陈侃 沈景凤 余关仁 朱唯丰 李为 张诗悦 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    利用应力、应变的虚功方程确定了适用于小变形橡胶的应变能模型——Mooney-Rivlin模型的参数;建立了橡胶扣件的三维模型,通过Abaqus有限元软件模拟了扣件变形的位移和应力云图,得到了力-位移曲线并进行了试验验证。结果表明:通过确定的C10,C01参数模拟得到橡胶扣件的应力分布与扣件实际受力相符合,最大压缩位移约为3mm;模拟得到的力-位移曲线与试验得到的基本吻合,Mooney-Rivlin模型可以用于模拟橡胶扣件的变形情况。

  • 汽车铝合金轮毂低压铸造工艺的有限元模拟及优化

    作者:丁俭 范玮 赵乃勤 赵维民 王志峰 刘利华 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    采用MAGMA压铸模拟软件模拟了A356铝合金轮毂低压铸造中的缺陷分布及凝固场,在此基础上对工艺进行了优化;采用初始工艺和优化工艺低压铸造了A356铝合金轮毂,测试了其力学性能,观察了其内部缺陷并与模拟结果进行了对比验证。结果表明:模拟得到初始工艺(浇注温度为730℃,各部位全部采用风冷)压铸后轮毂内轮缘、轮辐和轮辋交界处和轮辋处都产生了缩松,且凝固时间较长;将浇注温度降至700℃,在边模、顶模、轮辋及底模处提高保温层热交换系数,边模和轮心采用水冷等措施对初始工艺优化后,轮毂中的缩松消除,轮毂各部位凝固完全;优化工艺下铸造的轮毂力学性能比未优化的高,缩松及夹杂等缺陷减少,试验结果验证了有限元模拟对低压铸造轮毂缺陷预测的准确性。

  • 22MnB5钢制轿车后桥横梁热冲压成形的有限元模拟

    作者:金晓春 宋佳男 张梅 薛甬申 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    通过Deform有限元分析软件对3.8mm厚22MnB5钢制轿车后桥横梁的热冲压成形过程进行了模拟,分析了合模保压过程中板料的温度变化;对22MnB5钢制后桥横梁进行了热冲压成形试验,测试了热冲压过程中板料的温度变化,并与有限元模拟结果进行了对比分析,研究了成形后横梁的显微组织和硬度。结果表明:在热冲压成形过程中,合模保压后板料温度快速下降,冷却速率达到30℃·s-1以上,可实现22MnB5钢的淬火强化;试验测得热冲压成形过程中板料的温度变化曲线与模拟曲线一致,相对误差在10%以内,模拟结果较准确;热冲压成形件的最终显微组织为板条马氏体,显微硬度达到480HV以上。

  • UNS S32750双相不锈钢的热加工变形行为

    作者:赵新 陈雷 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    采用热模拟试验机在温度9001 200℃,应变速率0.1~10s^-1的条件下对UNS S32750双相不锈钢进行了热压缩试验,研究了其热加工变形行为,并建立了热变形方程。结果表明:在1200℃不同应变速率下压缩变形时,此双相不锈钢发生了动态回复,且应变速率越低其动态回复现象越明显;在900℃不同应变速率下压缩变形时,则发生了动态再结晶,且应变速率越高其动态再结晶现象越明显;该双相不锈钢热压缩变形受热激活过程控制,热变形激活能为503kJ·mol^-1,热变形方程为ε·=8.3×1018[sinh(0.008 6σp)]4.2exp(-503 000/RT)。

  • 核电站蝶阀阀瓣断裂原因分析

    作者:边春华 张维 王云伟 期刊:《机械工程材料》 2016年第04期

    利用直读光谱仪、光学显微镜、布氏硬度计、扫描电子显微镜等对某核电站蝶阀阀瓣断裂原因进行了分析。结果表明:该蝶阀阀瓣的失效模式为沿晶腐蚀断裂,造成阀瓣断裂的主要原因是其化学成分不符合JIS G 4303-2005的指标要求,且铸造后未经合适的固溶处理;阀瓣中晶界上有连续碳化物析出,存在敏化问题,在含有腐蚀性元素硫和氯的海水介质中长时间服役后自外向内沿奥氏体晶界发生了沿晶腐蚀断裂。

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