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机械工程材料杂志 2017年第07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
  • 应力控制下7075-T651铝合金的疲劳断裂行为

    作者:陈涛; 赵路远; 李慧; 黄俊; 吴玉程 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    在不同应力幅下(60%σs,70%σs,80%σs,90%σs,σs为试验合金屈服强度)对7075-T651铝合金进行了应力控制下的疲劳试验,研究了其循环应变响应,观察了疲劳断口形貌、表面损伤形貌以及显微组织,分析了疲劳裂纹的萌生及扩展机制。结果表明:试验合金中析出了微米级的Al7Cu2Fe颗粒、纳米级的η′(MgZn2)相和尺寸较大的η(MgZn2)相,此外,还存在尺寸为3~10nm的细小球状GP区;在较高应力幅(80%σs,90%σs)控制下,试验合金表现出先软化后硬化直至断裂的疲劳行为,而在较低应力幅(60%σs,70%σs)下则先软化后明显硬化并趋于稳定;试验合金主要发生微孔聚集韧窝型断裂,在较高应力幅下,裂纹源位于粗大夹杂物Al7Cu2Fe和第二相MgZn2处,位错大量缠结,而在低应力幅下,裂纹源位于基体轻微撕裂处,位错形态为分散的短或长直位错线。

  • 烟气脱硝用尿素水解装置关键部件用候选材料的腐蚀行为

    作者:鲁金涛; 张波; 黄锦阳; 杨珍; 徐宏杰 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    在模拟烟气脱硝的尿素水解环境中研究了尿素水解装置关键部件用候选材料316L不锈钢、316Lmod不锈钢、HR3C不锈钢、Inconel718合金和TC4合金的腐蚀行为。结果表明:316L与316Lmod不锈钢在腐蚀初期均出现不同程度的溶解腐蚀,腐蚀后期316L不锈钢的腐蚀产物沉积量增多,腐蚀产物出现大面积剥落,腐蚀过程以点蚀为主,而316Lmod不锈钢则以均匀腐蚀、腐蚀产物沉积为主;TC4合金、Inconel718合金与HR3C不锈钢均具有比316L和316Lmod不锈钢更好的耐蚀性能;TC4钛合金表面形成一层约3μm厚的致密钛氧化层,腐蚀过程中水热合成了Cr2O3和Fe2O3产物;Inconel718合金在腐蚀初期出现少量溶解腐蚀,后期以大量氧化物沉积为主;HR3C不锈钢在腐蚀初期发生了明显的晶间腐蚀,之后以腐蚀产物沉积为主。

  • 球形铸造碳化钨颗粒对堆焊层组织及耐磨性能的影响

    作者:王蕾; 刘辛; 谢焕文; 邹黎明; 蔡一湘 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    将不同含量和粒径的球形铸造碳化钨颗粒添加到雾化铁粉中制备堆焊焊条,然后在Q235钢表面进行氧-乙炔火焰堆焊来获得堆焊层,研究了球形铸造碳化钨颗粒的含量和粒径对堆焊层显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明:堆焊层中球形铸造碳化钨颗粒边缘有明显的溶解现象,粒径越小,溶解现象越明显;随球形铸造碳化钨颗粒含量的减少,堆焊层中的鱼骨状莱氏体组织减少,随球形铸造碳化钨粒径的减小,莱氏体组织逐渐粗化;球形铸造碳化钨颗粒的含量越高,粒径越小,堆焊层的硬度越高,耐磨性越好。

  • Fe-17Mn-8Cr合金在多向锻造过程中显微组织与性能的变化

    作者:冉敏; 严红革; 程相飞; 陈吉华; 苏斌; 夏伟军; 张明 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用拉伸试验机和动态机械热分析仪等仪器测试了Fe-17Mn-8Cr合金在多向锻造过程中显微组织、力学性能和阻尼性能等的变化。结果表明:随着多向锻造过程的进行,ε马氏体和γ奥氏体片明显细化,分布更加均匀;合金中的位错密度急剧增大,屈服强度显著提高;多向锻造态合金的阻尼对数衰减率有所下降,但仍具有较高的阻尼性能,其阻尼机制主要是ε马氏体变体交叉程度对γ/ε界面移动以及高密度位错对层错运动的相互作用。

  • WC和Mo2C的添加对Ti(C,N)基金属陶瓷高温显微硬度的影响

    作者:吴悦梅; 周黎明; 熊计; 叶俊镠; 文斌 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    基于WC与Mo2C对Ti(C,N)基金属陶瓷的组织优化和润湿性改善等方面具有相似的作用,研究了WC和Mo2C的添加对Ti(C,N)基金属陶瓷在高温下显微硬度的影响。结果表明:随着温度的升高,添加WC和Mo2C后金属陶瓷的高温显微硬度均呈下降趋势,在600~800℃范围内,添加WC后金属陶瓷的高温显微硬度略高于添加Mo2C金属陶瓷的,当温度达到900℃时,两者的显微硬度几乎相同;随着温度的升高,两种金属陶瓷的压痕面积、平均压痕深度均逐渐增加;添加WC后金属陶瓷的高温真应变明显小于添加Mo2C金属陶瓷的,但当温度达到900℃时,两种金属陶瓷的高温变形量接近。

  • C5210磷青铜薄板微弯曲回弹的尺寸效应

    作者:刘慧慧; 王欣; 欧阳金栋; 易龙; 郝传海; 张博 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用RG-2000型微机控制电子万能试验机,通过微弯曲试验,研究了C5210磷青铜薄板的厚度、晶粒尺寸以及弯曲半径等相关尺寸对其微弯曲回弹的影响。结果表明:C5210磷青铜薄板的厚度、晶粒尺寸和弯曲半径等对其回弹均有显著的影响,具有明显的尺寸效应;薄板的厚度越大,回弹量越小,厚度对回弹量的影响非常显著;薄板的晶粒尺寸越大,回弹量越小,当晶粒尺寸大于40μm时,回弹量呈缓慢减小趋势;回弹量随着弯曲半径的增大而增大,而且薄板的厚度越小,增大的趋势越明显。

  • 温湿环境下紫外照射对玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料的影响

    作者:王国建; 孙耀宁; 王晓宁; 蒋万乐 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    对玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料在温湿环境下进行了人工紫外照射老化试验,研究了紫外老化对复合材料的质量损失率、巴氏硬度、拉伸与弯曲力学性能及其失效形态等的影响,并对其微观形貌和结构进行了分析。结果表明:随着紫外老化时间的延长,复合材料的质量损失率不断增加;照射面巴氏硬度低于未照射面的,巴氏硬度保留率随紫外老化时间的延长呈先增大后减小的趋势;随着紫外老化时间的延长,复合材料的拉伸和弯曲强度均呈先增大后缓慢降低的趋势;老化后复合材料中的孔隙率和韧性白色条带数量增加,呈现出明显的层片状海浪花样;复合材料中存在化学键断裂的现象,紫外照射使其化学结构发生了变化。

  • 金属橡胶复合材料的低频吸声性能

    作者:李拓; 白鸿柏; 路纯红 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    基于局域共振原理,设计了一种以金属橡胶为基本骨架、酸性硅酮为基质、铅珠为散射体的复合材料,通过吸声性能试验,研究了复合材料参数(金属丝填充率、铅珠直径、铅珠填充率)及其背后空气层厚度对金属橡胶复合材料低频吸声性能的影响。结果表明:金属橡胶复合材料具有很好的低频吸声性能;金属丝填充率的降低、铅珠直径的增大、铅珠填充率的增加等均有利于提高复合材料低频吸声性能;背后空气层厚度的增大有利于复合材料共振吸声频率向低频方向移动。

  • 粉末挤压成型制备SiCp/Al复合材料的显微组织及性能

    作者:蔡翔; 张辉; 陈爽 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用粉末挤压成型方法制备SiC体积分数分别为30%,40%,50%的SiCp/Al复合材料,通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、布氏硬度计、热膨胀仪和热导率测试仪等对其显微组织、力学性能和物理性能等进行了分析。结果表明:经过450℃热挤压成型成功制备出30%SiCp/Al和40%SiCp/Al复合材料,而50%SiCp/Al复合材料无法直接挤压成型;在复合材料纵截面上,铝基体沿挤压方向分布并呈现白色条状流线型组织;两种复合材料的拉伸断口均由大量细小韧窝组成,呈混合断裂特征;随着SiC体积分数的提高,复合材料布氏硬度从81.9HB升高到98HB,但抗拉强度有所降低,伸长率明显减小;复合材料的相对密度和线膨胀系数减小,热导率增大。

  • 6.5%Si电工钢复合板的制备与性能

    作者:姬帅 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    以普通硅钢和硅铁合金为原料,采用包覆浇铸法制备具有三层结构的高硅电工钢铸坯,之后结合传统的轧制工艺和扩散退火工艺获得了6.5%Si电工钢复合板,利用光学显微镜和扫描电镜研究了其显微组织和硅元素的分布,并对其磁性能进行了测试。结果表明:采用上述工艺方法成功制备出了0.5mm厚的电工钢复合板;经1 200℃×75min扩散退火后,电工钢复合板中的硅元素发生了完全扩散,复合板由三层结构变成单层结构,整体硅元素质量分数约为6.5%;6.5%Si电工钢复合板的铁损P1.5/50为2.68~2.72 W·kg-1,磁感应强度B8为1.370~1.378T、B50为1.610~1.625T;与0.34mm厚的Fe-6.5%Si合金相比,复合技术制备的6.5%Si电工钢复合板的磁感应强度较高,但铁损也略高。

  • 梯度结构铜钨基碳化物复合材料的制备及其高温压缩性能

    作者:阙吴梅; 黄友庭; 陈文哲 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    通过熔渗烧结法制备CuW80合金,然后在1 250℃下渗碳4h制备梯度结构铜钨基碳化物复合材料;利用材料试验机对渗碳前后合金进行了不同温度下的压缩试验,采用扫描电镜对其组织及压缩断口进行了观察,研究了温度对复合材料压缩性能的影响规律,并分析其失效机理。结果表明:复合材料的表面形成了约70μm厚的渗碳层,表面硬度较CuW80合金的提高了约95.1%;复合材料在室温压缩过程中存在明显的加工硬化现象,随温度升高,加工硬化作用逐渐减弱;抗压强度和压缩率随温度升高而降低,复合材料的压缩性能均优于CuW80合金的;随温度升高,复合材料断口形貌由以韧窝为主逐渐变成以塑性孔洞为主,压缩断裂方式是韧脆混合断裂。

  • 碳纳米管/石墨烯-氧化铜复合粉体的制备及其光催化性能

    作者:曾斌; 刘万锋; 曾武军; 陈丹; 夏秋英 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用喷雾干燥和煅烧的方法制备了碳纳米管/石墨烯-氧化铜(CNTs/rGO-CuO)复合粉体,对复合粉体进行了形貌观察和物相分析,讨论了分解温度、碳纳米管(CNTs)和氧化石墨烯(GO)的质量比、CNTs和GO的质量分数对复合粉体形貌和光催化性能的影响,并对制备工艺进行了优化。结果表明:当分解温度为210℃、CNTs与GO的质量比为1∶1、CNTs和GO的质量分数为10%时,制备的复合粉体性能最佳;CNTs与GO形成了一种球状结构,CuO颗粒均匀地分布在球体表面;在可见光照射20min后,该复合粉体对溶液中甲基橙(MO)的最大降解率能达到98.3%。

  • 加载频率对FV520B-I钢超高周疲劳性能的影响

    作者:石博文; 姜英杰; 孙清超 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用超声疲劳试验方法和常规疲劳试验方法,对FV520B-I钢在20kHz和140 Hz频率下的超高周疲劳性能进行了研究,分析了加载频率对FV520B-I钢超高周疲劳性能的影响,并基于Basquin方程对超声疲劳试验数据进行了修正。结果表明:在应力幅值相同的情况下,试验钢的疲劳寿命随加载频率的提高而增加,而疲劳强度随加载频率的提高而降低;常规疲劳试验和超声疲劳试验下试验钢的疲劳断裂机制和断口形貌基本相同;修正后的超声疲劳试验数据与常规疲劳试验数据具有较好的相容性。

  • 4种成分车轮钢与U71Mn钢轨钢间的磨损行为

    作者:刘吉华; 陈水友; 刘启跃 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    在轮轨磨损试验机上研究了热轧U71Mn钢轨钢和4种成分车轮钢间的摩擦磨损行为,分析了车轮钢化学成分、硬度对磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:随着碳元素含量的提高,车轮钢显微组织中先共析铁素体含量显著减少,珠光体晶粒尺寸增大,珠光体中的渗碳体片层变厚,车轮钢的硬度也逐渐增大;随着车轮钢硬度的增大,车轮钢磨损量减少,其主要磨损机制由磨粒磨损和浅层剥层磨损向深层剥层磨损转变,钢轨钢磨损量增加,其主要磨损机制为浅层剥层磨损。

  • 大变形轧制制备超细晶镍基合金的显微组织与拉伸性能

    作者:赵欣; 单爱党 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    通过98%大变形异步-同步混合轧制的方法,制备了超细晶镍基合金,并对退火后该合金的显微组织与拉伸性能进行了研究。结果表明:轧制后镍基合金组织得到显著细化,经700℃退火后晶粒尺寸在200nm以内,经800℃退火后晶粒尺寸仍然在300nm之内,超细晶镍基合金具有良好的组织稳定性;轧制后镍基合金的强度得到显著提高,经700℃和800℃退火后仍具有较高的强度,尤其经700℃退火后,其屈服强度及抗拉强度分别从轧制前的243 MPa和679 MPa提高到了1 907 MPa和1 949 MPa;强度的提高和良好的组织稳定性主要归因于超细晶镍基合金在退火过程中析出大量均匀弥散分布的纳米γ′相。

  • 厚壁16Cr不锈钢管高频焊接工艺优化及管接头性能

    作者:毕宗岳; 严培林; 汪海涛; 余晗 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    通过高频焊接方法在不同工艺下焊接3.4mm厚16Cr不锈钢板,分析了焊缝的显微组织及成形性能,并对其焊接工艺进行了优化;之后通过拉伸、压扁和扩口试验等方法研究了优化工艺下制备16Cr不锈钢焊管接头的性能。结果表明:在焊接速度10m·min-1,焊接热输入3.0kJ·cm-1时可获得成形性能良好的焊接接头,焊缝的组织为奥氏体和δ铁素体;制备的焊管虽然具有较高的强度,但焊缝处存在的氧化物夹杂使其韧性变差;采用适当的气体保护和避免水与高温焊缝的接触可有效地减少焊缝氧化物夹杂的产生。

  • 6013-T4铝合金在不同温度和应变速率下的动态力学行为及数值模拟

    作者:冯擎峰; 姚再起; 叶拓; 朱凌; 王震虎; 郭鹏程; 李落星 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用分离式霍普金森压杆装置对6013-T4铝合金在不同温度(25,200,300℃)和应变速率(1 000,2 000,3 000,4 000,5 000s-1)下进行了动态压缩试验,研究了该铝合金在冲击载荷作用下的动态力学行为,并采用试验拟合得到的Johnson-Cook本构方程,对动态冲击试验进行了数值模拟。结果表明:6013-T4铝合金具有明显的应变速率和应变硬化效应,动态流变应力随变形温度的升高而减小;室温下合金的屈服强度对应变速率不敏感,但随变形温度的升高,屈服强度的应变速率敏感性增强;基于室温准静态与不同温度和应变速率下的动态真应力-真应变曲线,确定了铝合金的Johnson-Cook本构方程;不同温度和应变速率下真应力-真应变曲线的数值模拟结果与本构方程拟合和试验结果均吻合的较好。

  • 复合材料板弹簧渐进失效分析与极限载荷预报

    作者:丁智平; 樊凯; 张亚新; 李再轲; 王甲世; 曾家兴 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    基于复合材料细观力学Mori-Tanaka方法,使用Digimat软件预测纤维增强树脂基复合材料宏观弹性常数,建立复合材料细观和宏观力学响应间的耦合关系;考虑了复合材料的制造缺陷,采用逆向回归迭代法对基体材料的弹性常数进行修正;基于ABAQUS软件和Digimat软件耦合的计算平台,在复合材料板弹簧有限元模型中调用Mori-Tanaka细观本构模型,考虑复合材料的细观损伤,引入纤维和基体的失效准则进行宏细观耦合模型渐进失效的数值模拟,实现复合材料板弹簧的极限载荷预报,并通过复合材料板弹簧的极限载荷试验进行了验证。结果表明:复合材料板弹簧的试验断裂位置与模拟预测的断裂位置基本一致,极限载荷试验值与预测值的偏差为5.1%。

  • 考虑热传导和热辐射时6063铝合金在中等应变速率下热压缩温升的修正

    作者:李世康; 李落星; 徐戎 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    采用Gleeble-1500型热模拟试验机对6063铝合金进行了变形温度为400~520℃、应变速率为0.01~10s-1的热压缩试验,研究了热压缩过程的温升,在考虑了热传导和热辐射的作用后,探究了变形温度、应变速率和应变量等对绝热校正因子的影响,优化了材料变形的温升方程,对中等应变速率下热压缩的温升进行了修正。结果表明:绝热校正因子随着应变量的增大而降低,且变形温度越高,应变速率越大,则绝热校正因子就越大;热传导和热辐射对合金变形过程的温升具有显著的影响,修正后的温升与应变呈非线性关系,计算得到的温度变化曲线与实际所测得的基本一致,平均误差值小于3%。

  • 锅炉过渡段水冷壁15CrMoG钢连接管安装阶段环向开裂的原因

    作者:田晓; 徐慧; 秦承鹏; 王理博; 曹剑峰; 李益民 期刊:《机械工程材料》 2017年第07期

    通过宏观形貌检查、化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察和断口形貌分析等方法,探讨了某电厂2号锅炉过渡段水冷壁15CrMoG钢连接管在安装阶段发生环向开裂的原因。结果表明:对口焊接后,鳍片尾部角焊缝未焊透处存在很大的应力集中,同时该处出现了马氏体+贝氏体的淬硬组织,显微硬度非常高,在管系拘束应力、焊接残余应力的作用下,裂纹在此萌生;该部位母材的硬度大、塑性差,在横向拉应力作用下裂纹沿管子环向扩展,从而导致管子发生环向脆性开裂。

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