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机械工程材料杂志 2016年第09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
  • 不同方法制备负热膨胀特性ZrV_2O_7粉体

    作者:赵明娟; 李深; 赵龙志; 张坚 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    尝试采用湿化学法、水热法和水浴法制备负热膨胀特性ZrV_2O_7粉体,研究了不同方法制备的ZrV_2O_7粉体的纯度和形貌,以及煅烧温度对该粉体纯度和形貌的影响。结果表明:水浴法未能成功制备出ZrV_2O_7粉体,湿化学法和水热法制备出了纯度较高的ZrV_2O_7粉体,且水热法的制备效率更高;在水热法制备ZrV_2O_7粉体过程中,随着煅烧温度升高,ZrV_2O_7粉体的纯度先升高后降低,在750℃煅烧后的纯度最高,为97.95%,针状、棒状以及表面的杂质颗粒完全消失。

  • 工程材料评价指标体系的构建方法

    作者:张天云; 陈奎; 徐晓玲; 郑小平 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    为构建科学合理的工程材料评价指标体系,实现综合评价选材,在确定工程材料评价指标体系属于树型结构的基础上,提出了采用问题罗列法、目标分解法或者两者相结合的方法构建工程材料的评价指标体系,并以低温存储罐选材时评价指标体系的构建为例,介绍了上述方法在工程材料评价指标体系构建中的具体应用。结果表明:问题罗列法、目标分解法或者两者相结合的方式适用于工程材料评价指标体系的构建。

  • 液氮冷却磨削淬火后42CrMo钢的组织与硬度

    作者:刘克铭; 孙建强; 马壮; 张连勇 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    用液氮作为冷却液对调质态42CrMo钢进行磨削淬火试验,之后对试验钢进行空冷和深冷处理,研究了淬硬层的组织、硬度和表面粗糙度,并将其组织与乳化液冷却磨削淬火试验钢的淬硬层组织进行对比。结果表明:与乳化液冷却磨削淬火相比,液氮冷却磨削淬火后,淬硬层中的马氏体更加细小;深冷处理后,淬硬层中的的马氏体和碳化物增多;随着磨削深度增加,液氮冷却磨削淬火试验钢淬硬层的厚度、峰值显微硬度和表面粗糙度均增大。

  • 锡添加对硅铝合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响

    作者:李佳艳; 曹盼盼; 刘瑶; 李亚琼; 贾朋军; 倪萍; 谭毅 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    通过在硅铝合金熔体中添加不同原子分数(0,10%,20%,30%)的锡制备了合金铸锭,研究了锡的添加对该合金铸锭中初晶硅枝晶宽度及回收率的影响。结果表明:初晶硅枝晶宽度随着锡含量的增加而增大,当合金铸锭中硅原子分数为31.86%、锡原子分数由0增至30%时,初晶硅平均枝晶宽度由490μm增大至710μm;较低硅含量合金铸锭中的初晶硅枝晶宽度较大,锡的添加对枝晶宽度的增大效果也更明显;初晶硅的回收率随着锡含量的增加而增大,当锡原子分数由0增至30%时,实际回收率由62%增至85%。

  • 连续球压痕法评价钢的塑性

    作者:关凯书; 邹镔; 伍声宝 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    对B16、Q345R、A106和2.25Cr1Mo四种钢进行了连续球压痕试验,并按照所提出的方法对试验获得的载荷-位移曲线进行处理,通过引入损伤积累理论获得连续球压痕试验的压痕塑性表征参数;同时对四种钢进行了传统单轴拉伸试验以获得它们的断面收缩率,将连续球压痕试验得到的压痕塑性表征参数与断面收缩率进行比较。结果表明:对于断面收缩率大的钢,其压痕塑性表征参数也较大;在因试验条件限制而无法进行单轴拉伸试验时,压痕塑性表征参数可以作为材料塑性评定的补充参数。

  • 变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及其吸声性能

    作者:卢才璇; 王利民; 陈思敏; 孟晓明; 吴昊; 詹耿 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    采用凝胶发泡法制备了变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷,通过试验得到了胶凝剂和发泡剂的最佳加入量,研究了在该最佳加入量下制备试样的厚度及其背后空腔尺寸对吸声性能的影响。结果表明:当发泡剂和胶凝剂的质量分数均为1.00%时,制备的泡沫陶瓷的孔隙率为75.2%,平均孔径为150μm,抗弯强度和抗压强度分别为8.13 MPa和5.41 MPa;当试样厚度为15mm、背后空腔厚度为20mm时,Al_2O_3泡沫陶瓷的峰值吸声系数可达0.8,其在100~500 Hz低频范围的吸声系数为0.12~0.65。

  • 含钪Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金焊接接头的组织与性能

    作者:聂俊红; 潘清林; 聂辉文; 赖春明; 李波 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    首先熔炼了含钪(质量分数为0.26%)的Al-Zn-Mg-Mn-Zr合金,铸态合金依次经热轧、冷轧、固溶、时效热处理后,采用成分相近的焊丝对其进行氩弧焊,研究了焊接接头的组织、拉伸性能和硬度,并讨论了钪在焊接接头中的存在形式及作用机理。结果表明:焊缝区为典型的铸态树枝晶组织,热影响区又可分为半熔合区和软化区,半熔合区靠近焊缝,区内出现了一层较薄的细小等轴晶组织;软化区靠近母材,发生了明显的再结晶现象,其组织特征为加工纤维组织和粗化的再结晶组织;焊接接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别约为481 MPa,320 MPa,9.97%,焊接系数为0.8260.828;微量钪、锆元素在接头中形成的初生Al3(Sc,Zr)粒子可作为非均匀形核的核心,显著细化熔池区域的铸态晶粒;接头硬度从焊缝中心向两侧母材呈先增大后减小然后再增大的趋势。

  • 铸钢件窄长缺陷补焊过程中热应力及变形行为的有限元模拟

    作者:王文; 周建新; 庞盛永 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    针对铸钢件上窄长缺陷的补焊过程建立了三维瞬态热力耦合模型;采用体积热源模型描述焊接热源输入,考虑了铸钢件内部的导热及其与环境之间的对流换热作用,以及熔化与凝固过程中的潜热;采用Mises准则判断材料的弹塑性状态,认为材料近似服从双线性等向强化的本构模型,并采用生死单元法处理增材过程;对铸钢件三道补焊过程的热应力及变形行为进行了有限元模拟,并用参考文献的结果进行了验证。结果表明:由于热源对基材的预热作用,第二道和第三道堆焊金属的峰值温度比第一道堆焊金属的略有升高;补焊过程中的最大应力可达到300MPa,接近钢的室温屈服强度,出现在焊缝表面和热影响区附近;由于基材对堆焊金属的强约束作用,铸钢件在补焊过程中的整体变形较小。

  • 残余热应力对复合材料双面胶接含裂纹铝合金板修复结构疲劳寿命的影响

    作者:牛勇; 李旭东; 穆志韬; 郝建滨 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    为研究残余热应力对复合材料双面胶接修复损伤金属结构疲劳寿命的影响,利用T300/E51复合材料补片对含中心裂纹的LY12CZ铝合金板进行双面胶接修复,研究了修复结构的疲劳寿命,并通过断口分析反推出了疲劳裂纹的扩展情况;利用Abaqus软件建立了考虑残余热应力的修复结构的三维有限元模型,分别计算了应力强度因子随裂纹长度的变化关系,并利用二次多项式拟合得到了应力强度因子幅值与裂纹长度的关系式;最后,利用Pairs公式材料常数修正法,对修复结构的疲劳寿命进行了预测。结果表明:在相同的疲劳载荷条件下,裂纹板修复结构的疲劳寿命约为未修复裂纹板的23倍;残余热应力会增加裂纹尖端的应力强度因子;有限元模拟的裂纹板修复结构的疲劳寿命与试验结果吻合较好,相对误差为3.7%。

  • 基于小冲杆试验技术测试P91钢的强度

    作者:徐亮; 马东方; 蔡红生; 耿进锋 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    以某电站高压导汽管用P91钢为研究对象,对其分别进行常规单轴拉伸试验和常温小冲杆试验,通过试验标定法和逆向有限元法对小冲杆试验结果进行标定,得到了试验钢的屈服强度和抗拉强度,并与单轴拉伸试验结果进行对比。结果表明:试验标定法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差分别为8.6%和21%,而逆向有限元法标定得到的屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果的偏差均为-2%,逆向有限元法对小冲杆试验结果的标定精度更高。

  • 金属型底浇式真空吸铸钛铝基合金凝固的有限元模拟

    作者:叶喜葱; 吴彬彬; 罗爱娇; 赵光伟 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    利用ProCAST软件计算了Ti-47Al-2W-0.5Si合金的热物性参数,并建立了金属型底浇式真空吸铸方法制备钛铝基合金叶片铸件的有限元模型,模拟了铸型温度、浇注温度、浇注速度对合金凝固过程的影响,得到了优化的浇注工艺参数,并进行了试验验证。结果表明:浇注温度的升高有利于缩孔缺陷的减少,浇注速度增大可使形成缩孔缺陷的趋势先减小后增大;铸型温度的提高有利于叶片隼部的补缩;优化的浇注工艺参数为浇注温度1 620℃、浇注速度1m·s-1、铸型温度20℃,在此条件下可获得几乎无缩孔缺陷的叶片铸件;模拟结果和试验结果相吻合,验证了所建模型的正确性。

  • 焊接峰值温度对X80管线钢焊接接头热影响区性能影响的热模拟

    作者:由宗彬; 李烨铮; 刘宇 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    为了研究焊接峰值温度对大变形X80管线钢单道次焊接接头热影响区软化的影响,利用热模拟试验机在500~1 300℃下对X80钢的单道次焊接试验进行热模拟,研究了峰值温度对其组织和力学性能的影响。结果表明:当峰值温度从500℃升至700℃时,接头的屈服强度和冲击韧性升高,抗拉强度和硬度降低,组织中的珠光体含量减少,出现黑色的M/A岛,且其有沿晶界分布的特征;当温度从800℃升至1 000℃时,接头出现软化现象,屈服强度、抗拉强度和冲击韧性都降低,硬度的下降较为显著,M/A岛逐渐增多;出现软化的原因是发生了不完全重结晶,显微组织以铁素体为主,并且碳化物的弥散度随着温度升高而逐渐减小,故而强度和硬度下降;当峰值温度从1 100℃升高至1 300℃时,接头的屈服强度和抗拉强度明显增大,断面收缩率显著减小,硬度增加,显微组织以板条贝氏体和铁素体组成,M/A岛由细小、无序状排列向长条、有序状排列转变。

  • 焊接温度对热镀锌钢/铝合金压力焊接头组织和拉伸性能的影响

    作者:余本红; 林健; 白海林; 雷永平 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    使用热模拟试验机对热镀锌钢板和6061铝合金板的压力焊接试验进行模拟,研究了焊接温度(390~490℃)对接头组织和拉伸性能的影响,分析了不同焊接温度下接头界面层的微区成分。结果表明:随着焊接温度升高,界面层中的铝锌二元化合物逐渐减少,铁铝金属间化合物逐渐生成,接头的剪切力先减小后增大;当焊接温度为390℃时,界面层主要由铝锌二元化合物组成,接头的剪切力最大,为6.45kN;当焊接温度为430℃时,接头的剪切力最小,为4.39kN;焊接温度超过430℃后,界面层中的铝锌二元化合物完全消失,主要为铁铝金属间化合物,接头的剪切力又开始增大。

  • 热压罐空转状态下内部温度场及流动场的数值模拟

    作者:董长春; 周建新; 廖敦明; 孙飞; 朱大雷 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    建立了制备复合材料用热压罐的几何模型,对空转状态下罐内流动场及温度场进行数值模拟,并将流动场的模拟结果与文献的结果进行对比。结果表明:平板模具的引入会改变热压罐内流动场的分布,使模具与导风筒中间区域的速度变小,而靠近导风筒和模具区域的速度变大;沿着送风方向,模具表面左侧的温度较右侧的变化快,总体分布趋势是从罐门到罐尾处温度逐渐降低;使用风机能加强模具与空气之间的换热,使模具的温度更快地接近空气的温度;流动场的模拟结果与文献结果比较吻合,验证了模拟结果的可靠性。

  • 《机械工程材料》入编《中文核心期刊要目总览》2014年版

    作者: 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    依据文献计量学的原理和方法,根据研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家的评审结果,我刊《机械工程材料》入编《中文核心期刊要目总览》2014年版(即第七版)之金属学与金属工艺类的核心期刊。该书由北京大学出版社出版。对于本次核心期刊的评价仍采用定量评价和定性评审相结合的方法。定量评价指标体系采用了被索量、被摘量、被引量、他因量、被摘量、影响因子、他引影响因子、被国内外重要检索工具收录、基金论文比、Web下载量、论文被引指数、互引指数等12个评价指标,选作评价指标统计源的数据库及文摘刊物达50余种,统计到的文献数量共计65亿余万篇次,涉及期刊14728余种。参加核心期刊评审的学科专家达3700多位。经过定量筛选和专家定性评审,从我国正在出版的中文期刊中评选出1983种核心期刊。

  • DP590双相钢的变厚度轧制及连续退火工艺

    作者:徐文婷; 余伟; 孙广杰 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    基于离散化的思想建立了一种变厚度区轧制辊缝设定方程;通过建立空载和负载辊缝闭环控制方程,给出了一种变厚度轧制辊缝动态控制模型;在实验室四辊轧机上对DP590双相钢进行了单厚度过渡区的变厚度轧制,并对轧后的板材(TRB板)进行模拟连续退火试验,研究了TRB板连续退火后不同厚度位置处的组织和力学性能。结果表明:在50mm长的变厚度区中,板厚度的实际值与设定值之间的最大偏差为0.08mm,变厚度区的实际长度和设定值之间的偏差为0.3mm;TRB板在连续退火过程中的温度跟随性好,温度偏差不大;薄区的抗拉强度和伸长率均高于厚区的,分别高65MPa和2.8%,屈服强度与厚区的相当;结合工艺可行性并基于组织性能的有效控制,建议根据厚区的厚度来制定冷轧双相钢TRB板的连续退火工艺。

  • Q890D高强钢中厚板焊接接头残余应力的有限元模拟

    作者:房元斌; 张贵芝; 张立平; 孔祥意; 占小红 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    对厚度为8mm的Q890D高强钢中厚板对接焊接接头中的残余应力进行了有限元模拟,重点分析了接头中残余应力的分布和大小,并采用X射线衍射法和盲孔法进行了试验验证。结果表明:焊接接头中的纵向残余应力在起、收弧位置表现为压应力,中间部分表现为拉应力,拉应力的峰值为823.4MPa;随着距焊缝距离增大,横向残余应力逐渐减小,且表现为拉应力;模拟结果与X射线衍射法的测试结果吻合得较好,误差为17.4%,证明了有限元模型的准确性。

  • 张力轧制对大规格棒材心部组织致密性的影响

    作者:刘青松; 张龙; 沈潮; 曹燕; 黄贞益 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    借助Msc.Marc有限元模拟软件,通过引入刚塑性可压缩材料变形理论,以相对密度表示轧件心部的疏密程度,建立了含心部疏松缺陷的大规格棒材轧制的三维有限元模型,分析了张力类型对轧件心部相对密度、轧制力、宽展量的影响,并结合钢厂大规格棒材实际连轧试验对模拟结果进行了验证。结果表明:负张力轧制能有效改善大规格棒材心部的疏松缺陷,但同时会使得轧制力、轧制力矩以及宽展量增加;采用负张力轧制改善大规格棒材内部组织致密性时,需要综合考虑轧机能力和孔型充满度等因素确定负张力的大小,在连轧过程中压应力的大小宜控制在4 MPa左右;模拟结果与现场轧制结果较一致。

  • 基于两种热力学数据获取方法计算铝铜硅合金的凝固路径

    作者:赵光伟; 叶喜葱; 黄才华 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    基于两种热力学数据获取方法 (直接耦合Thermo-Calc相图计算法与调用拟合函数法)对Al-4Cu-6Si合金的凝固路径进行数值计算;为验证这两种方法的正确性,选取Al-15.05Cu-6.17Si合金进行凝固试验,并将试验结果与计算结果进行对比。结果表明:Al-4Cu-6Si合金的凝固路径分为三个阶段,即L+α→L+α+Si→L+α+θ+Si;耦合Thermo-Calc相图计算法计算得到的初生相、两相共晶、三相共晶的体积分数分别为50.813%,37.234%,11.953%,调用拟合函数法的计算结果分别为50.809%,38.000%,11.191%;两种方法的计算精度比较接近,但调用拟合函数法的计算效率更高,运行时间仅为直接耦合Thermo-Calc相图计算法的1.21%;Al-15.05Cu-6.17Si合金的凝固试验验证了采用这两种热力学数据获取方法进行凝固路径计算的正确性。

  • 两种先进高强度钢板冷冲压成形的数值模拟

    作者:汤潇; 李海阳; 张梅; 王韬; 宋佳男 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    根据GB/T 15825.3-2008规定的极限拉深试验方法和HAT回弹测试试验方法,运用Dynaform软件对SZBS600和SPFH590两种先进高强度钢板的冷冲压成形过程进行了数值模拟,分析了压边力、摩擦因数对回弹的影响,探讨了试验钢的极限拉深性能,并进行了试验验证。结果表明:在相同的压边力下,试验得到的两种试验钢的回弹角基本相当,且均随压边力的增大而减小;模拟和试验得到的回弹角最大相差1.03°;当压边力为200kN时,随着摩擦因数从0.03增加到0.06后,模拟得到的SZBS600钢的回弹角从13.769°降至0.676°;试验得到的SPFH590钢和SZBS600钢的极限拉深比分别为2.150和2.175,模拟得到的在2.02.2之间,与试验结果基本吻合,证明了所建模型的正确性;两种钢的回弹和极限拉深性能相当。

  • BT22双相钛合金等温锻造工艺的确定

    作者:赵新; 陈雷 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    采用热模拟试验机对BT22双相钛合金在热变形温度为750850℃、应变速率为0.0011s-1的条件下进行了压缩试验,研究了合金的热变形行为,建立了合金的热加工图,并确定了对其进行等温锻造的最佳工艺范围。结果表明:BT22双相钛合金的真应力-真应变曲线呈现明显的动态再结晶特征;热加工图中有两个主域较为稳定,这两个主域的中心分别位于(750℃,0.001s-1)和(850℃,0.001s-1)处,最大功率耗散率均超过50%;试验合金等温锻造的最佳工艺范围是温度为750850℃、应变速率为0.01~0.001s-1的区域。

  • 短波长X射线衍射法测试纳米铝块体的内部残余应力

    作者:窦世涛; 郑林; 张朝晖; 张津; 计鹏飞; 何长光; 彭正坤; 肖勇 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    利用自主研发的SWXRD-1000型短波长X射线衍射仪对去应力热处理前后纳米铝块体的内部残余应力进行了测试;为研究残余应力沿试样厚度方向的分布,采用Xstress-3000型X射线应力仪对未热处理的纳米铝块体表面残余应力进行了测试。结果表明:纳米铝块体内部的晶粒取向分布均匀;随着热处理温度升高,块体中心处的残余应力呈下降的趋势,中心处的径向残余应力由未热处理时的113MPa降至4MPa,切向残余应力由未热处理时的91 MPa降至38 MPa;未热处理试样厚度方向上的残余应力分布整体呈为外压内拉,直径方向上的内部残余应力呈现出中间高两侧低的分布趋势,且中心附近为残余拉应力。

  • 某油井套管接箍发生开裂的原因

    作者:姬丙寅; 史学芳; 史交齐; 王绪华; 梁裕如 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    基于断口形貌、化学成分、力学性能、显微组织和腐蚀产物成分等的分析对某油井套管接箍发生开裂的原因进行分析。结果表明:接箍开裂主要是由硫化氢造成的应力腐蚀开裂;套管入井后接触到了硫化氢腐蚀介质,导致接箍外表面发生严重的点腐蚀,形成腐蚀坑,加之接箍所受的拉应力较大,拉应力与腐蚀介质的交互作用最终导致接箍发生应力腐蚀开裂;为防止事故再次发生,建议选用抗硫接箍材料,并选用特殊螺纹与套管连接。

  • 40CrNiMo钢剪切闸板刃口断裂的原因

    作者:黄本生; 杨江; 邓龙; 朱瑶; 胡晓刚 期刊:《机械工程材料》 2016年第09期

    某油田用闸板防喷器的40CrNiMo钢剪切闸板在使用过程中发生了刃口断裂事故,为找到刃口断裂的原因,对其进行了断口形貌观察、显微组织分析、化学成分分析、力学性能测试等。结果表明:40CrNiMo钢剪切闸板刃口在较大冲击力作用下发生了脆性断裂;断裂是因钢的韧性不足、晶界间的夹杂物颗粒等导致裂纹萌生和扩展;刃口断裂的主要原因是40CrNiMo钢在调质热处理过程中的回火温度偏低或保温时间过短。

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