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机械工程材料杂志 2018年第11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
  • 12Cr1MoV钢在碱金属硫氯盐中的腐蚀行为

    作者:王刚; 何建军; 李微; 刘晨; 刘震瑶 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    将12Cr1MoV钢在不同温度(500,550,600℃)、不同组成的KCl-K2SO4熔盐中进行腐蚀试验,研究了温度和熔盐组成对试验钢腐蚀动力学、腐蚀形貌和腐蚀产物的影响。结果表明:随温度的升高或熔盐中K2SO4含量的增加,试验钢的腐蚀加剧;在600℃KCl-25%K2SO4(质量分数,下同)熔盐中腐蚀后,试验钢表面存在大量的孔洞,腐蚀产物呈颗粒状,而在600℃KCl-75%K2SO4熔盐中腐蚀后,表面孔洞较少,腐蚀产物呈片状;在600℃KCl-25%K2SO4熔盐中腐蚀后,试验钢呈现非均匀腐蚀形貌,在550℃和500℃下呈现均匀腐蚀形貌,腐蚀内层主要由铁、铬氧化物组成,铬元素含量随温度升高而减少;在550℃KCl-75%K2SO4熔盐中腐蚀形成的腐蚀内层厚度为83.8μm,比在550℃KCl-25%K2SO4熔盐中形成的厚了近1倍,且腐蚀内层更致密、孔洞更小。

  • 热老化过程中焊态和热处理态核级316L不锈钢焊缝的组织演变

    作者:赵宏刚; 牛锐锋; 张俊华; 杨伦; 朱平; 张汝潺 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用国产核级E316L焊条对20mm厚奥氏体不锈钢板进行多层多道填充焊接,之后对焊缝进行610℃×16h热处理和400℃下不同时间(400,2 000,3 500h)的加速热老化处理,研究了在热老化过程中焊态和热处理态焊缝中铁素体及析出相的演变。结果表明:焊态和热处理态焊缝的组织均由奥氏体、铁素体和析出相组成;随着热老化时间的延长,焊缝中铁素体的数量呈先增多后减少的趋势,铁素体形貌由断续网状变为较连续网状,再变为断续网状;焊态焊缝中铁素体的含量高于热处理态的;在热老化过程中,焊缝中的析出相主要为Cr(23)C6相和σ相,热处理态焊缝比焊态的更容易形成析出相;随着热老化时间的延长,Cr(23)C6相和σ相优先在晶界处析出并聚集,随后铁素体晶内也有Cr(23)C6和σ相的析出和聚集。

  • 不同温度火烧驱油工况下油套管用钢的腐蚀行为

    作者:王温栋; 刘强; 张力文; 吕祥鸿; 赵国仙; 李丹平 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    通过模拟火烧驱油工况,研究了油套管用N80钢、BG80-3Cr钢、P110钢、BG90H钢、BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢在不同温度下的腐蚀行为,分析了其腐蚀机制。结果表明:在较低温度(50℃)下,试验钢主要发生CO2和氧腐蚀,腐蚀产物为FeCO3,腐蚀产物膜的保护性较差,均匀腐蚀速率较高;在较高(150℃)温度下,氧腐蚀占主导作用,腐蚀产物为Fe3O4和FeCO3,腐蚀产物膜的保护性下降,均匀腐蚀速率增大;在高温(250℃)条件下,腐蚀机制为氧腐蚀,腐蚀产物为Fe3O4,Fe3O4水化物膜的保护性较强,均匀腐蚀速率降低;N80钢、BG80-3Cr钢、P110钢、BG90H钢的均匀腐蚀速率均明显高于BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢的,且在50,150℃时的均高于0.2 mm·a(-1);BG90H-9Cr钢和BG90H-13Cr钢在试验条件下的均匀腐蚀速率都低于0.2mm·a(-1),在火烧驱油工况下具有良好的耐均匀腐蚀性能。

  • 铁基粉末冶金合金的高周和超高周弯曲疲劳行为

    作者:柯美元; 陈露; 冼志勇; 肖志瑜 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    通过在基粉中添加430L不锈钢粉的形式引入铬元素,采用粉末冶金工艺制备Fe-1.65Ni-1.4Cu-1Cr-0.5Mo-0.6C铁基合金,并进行了硬化和回火热处理,研究了该合金在105~108循环周次下的弯曲疲劳行为。结果表明:试验合金的高周和超高周弯曲疲劳曲线是连续下降的,没有出现疲劳平台;疲劳断口的裂纹为多源萌生,在高应力幅作用下裂纹在试验合金表面和次表面的缺陷处萌生,在低应力幅作用下裂纹主要在试验合金内部缺陷处萌生;裂纹扩展区有明显的疲劳辉纹特征,与低应力幅作用下的相比,在高应力幅作用下的疲劳辉纹间距较大,裂纹扩展速率较快;瞬断区主要由解理面和小韧窝组成,与高应力幅作用下的相比,在低应力幅作用下的解理面增多,韧窝数量减少,脆性断裂的特征更加明显。

  • 不同焊接方法下20Mn23Al无磁钢焊接接头的显微组织与性能

    作者:张敏; 张涛; 王莹; 史杰; 李继红 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用非熔化极惰性气体钨极保护焊-熔化极气体保护焊(TIG-GMAW)、非熔化极惰性气体钨极保护焊-手工电弧焊(TIG-SMAW)和非熔化极惰性气体钨极保护焊-埋弧焊(TIG-SAW)等3种焊接方法对12mm厚的20Mn23Al无磁钢板进行焊接,研究了不同焊接方法下焊接接头的显微组织和性能。结果表明:3种焊接方法下,接头焊缝的显微组织均由奥氏体、δ铁素体、碳化物组成,TIG-SAW接头焊缝的晶粒尺寸比其余2种焊接接头的大;TIG-SMAW接头焊缝的硬度最高,TIG-GMAW接头的次之,TIG-SAW接头的最低;TIG-GMAW接头的冲击韧性最好,TIGSMAW接头的次之,TIG-SAW接头的最差,TIG-GMAW、TIG-SMAW接头冲击断口均呈韧性断裂特征,而TIG-SAW接头的呈韧性和准解理混合断裂特征;TIG-GMAW接头的耐腐蚀性能最好,TIG-SMAW接头的次之,TIG-SAW接头的最差。

  • 烧结助剂BaF2添加量对Y2O3∶Eu3+透明陶瓷显微结构和发光性能的影响

    作者:郭艳艳; 王殿元; 王庆凯; 何涌 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    以YOF∶Eu(3+)纳米粉体为原料、BaF2为烧结助剂,经干压成型后在空气气氛下烧结制备了Y2O3∶Eu(3+)透明陶瓷,研究了烧结助剂BaF2添加量(0~2.0%,质量分数)对陶瓷显微结构和发光性能的影响。结果表明:随着烧结助剂BaF2添加量的增加,所制备陶瓷的气孔率先降后增,透光率先增后降,当烧结助剂BaF2质量分数为1.0%时,陶瓷的气孔率最低、透光率最高;随着烧结助剂BaF2添加量的增加,陶瓷激发光谱中Eu-O电荷迁移态的峰值位置从波长252nm处移到波长242nm处,激发光谱中波长414nm与397nm对应的激发峰强度之比先增后降,当烧结助剂BaF2质量分数为1.0%时达到最大;陶瓷的发光强度先弱后强,当烧结助剂BaF2质量分数为1.0%时最弱。

  • 焊接速度对TA2工业纯钛激光焊接接头性能的影响

    作者:周磊磊 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    在不同焊接速度(1.0,1.2,1.6m·min(-1))下对TA2工业纯钛进行激光焊接,研究了焊接速度对接头显微组织、扩孔性能、冲压性能和拉伸性能的影响。结果表明:当焊接速度为1.0,1.2m·min(-1)时,接头焊缝中心的显微组织为粗大α晶粒和少量针状α晶粒,当焊接速度为1.6m·min(-1)时,焊缝中心的显微组织为针状α晶粒;接头热影响区的显微组织均为粗大α晶粒和不规则锯齿状α晶粒;随焊接速度的增大,接头的晶粒尺寸减小;随着焊接速度的增大,接头的扩孔率及杯突值增加,当焊接速度为1.6m·min(-1)时,接头具有最优的扩孔性能、冲压性能和成形性能;接头的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率随焊接速度的增大均呈先增后降的趋势,当焊接速度为1.2m·min(-1)时,接头的拉伸性能最佳,断裂形式均为韧性断裂。

  • 钼含量对WC-Co-Ti(C,N)-Ni-Mo硬质合金微观结构及性能的影响

    作者:连海山; 弓满锋; 李明圣; 隋广洲; 莫德云; 廖聪 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用高真空高温液相烧结工艺制备了WC-Co-Ti(C,N)-Ni-Mo硬质合金,研究了钼质量分数(0~1.00%)对其密度、物相组成、微观结构、硬度、弯曲性能的影响。结果表明:所制备硬质合金的内部无明显空洞、微裂纹、杂质偏析等缺陷,其相对密度均超过99%,气孔率均小于1.00%;当钼质量分数为0.50%时,硬质合金的气孔率最低,相对密度最高;钼元素的添加有效抑制了WC晶粒的异常长大;钼含量对硬质合金维氏硬度影响不大;硬质合金的弯曲强度和剪切强度均随钼含量的增加先平缓增大后迅速下降;当钼质量分数为0.50%时,硬质合金的力学性能最优,维氏硬度为18.32GPa,弯曲强度为3.07GPa,剪切强度为112.08MPa。

  • 不同铬含量铁基粉末烧结锻造钢的显微组织与性能

    作者:李月英; 许兆一; 倪慨宇 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    通过添加铬铁合金粉的形式将铬元素引入到Fe-Ni-Mo预合金粉中,经冷压烧结、热锻、淬火、回火等工序制备得到含有不同质量分数(0,0.35%,0.55%,1.00%,1.50%)铬的铁基粉末烧结锻造钢,研究了此钢的显微组织、密度、力学性能和耐磨性能。结果表明:冷压烧结钢的组织为铁素体+珠光体,经冷压烧结、热锻和淬火后的组织为马氏体,再经回火后的组织为回火索氏体,当铬质量分数0.55%时,试验钢组织的均匀性最好;烧结锻造钢的硬度、密度、抗拉强度和伸长率均大幅度高于冷压烧结钢的,磨损率降低;当铬质量分数为0.55%时,烧结锻造钢具有最佳的综合性能,密度为7.74g·cm(-3),硬度为712HV,抗拉强度为1 310MPa,伸长率为5.98%,磨损率为7.01×10(-13) m3·N(-1)·m(-1);其拉伸断口具有韧窝特征,但宏观断裂形式为脆性断裂,磨损机制主要为剥层磨损和磨粒磨损。

  • 不同形貌微织构自润滑陶瓷刀具切削性能的对比

    作者:屠春娟; 郭旭红; 郭大林; 陈亚东; 关集俱 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用激光技术在Al2O3/TiC陶瓷刀具前刀面加工出微凹坑和微沟槽2种微织构,并填充MoS2固体润滑剂制备得到微织构自润滑刀具,研究了不同形貌微织构自润滑刀具对淬硬钢的切削性能,并与传统无织构陶瓷刀具的进行了对比。结果表明:在不同切削条件下,采用微凹坑织构刀具切削时的主切削力较采用无织构刀具的平均降低了26.91%,而采用微沟槽织构刀具切削时的平均下降了15.85%;在切削速度较高、进给量和背吃刀量均较小的条件下,采用微织构刀具切削后工件的表面粗糙度较采用无织构刀具的有明显下降;微凹坑织构刀具切削后的切屑变形程度明显低于微沟槽织构刀具和无织构刀具切削后的,其前刀面的磨损程度明显低于微沟槽织构刀具和无织构刀具的,微凹坑织构刀具比微沟槽织构刀具表现出更佳的切削性能。

  • Al2O3掺杂与超声辅助对纯铝表面微弧氧化层结构与性能的影响

    作者:王晓云; 马一林; 田林海; 姚晓红 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    在复合电解液体系中加入Al2O3粉,并引入超声辅助对纯铝基体进行微弧氧化处理,研究了Al2O3掺杂与超声辅助对微弧氧化层微观形貌、物相组成、耐腐蚀性能与摩擦磨损性能的影响。结果表明:超声辅助促使更多的Al2O3微粒参与微弧氧化过程,形成的微弧氧化层更平整致密,孔洞尺寸较小且分布均匀,孔隙率较低;与未掺杂Al2O3或未引入超声辅助形成的微弧氧化层相比,掺杂Al2O3和引入超声辅助后微弧氧化层的自腐蚀电流密度明显降低,极化电阻大幅提高,摩擦因数和比磨损率均降低,耐腐蚀性能和摩擦磨损性能都得到显著提高。

  • 激光立体成形TC4合金的显微组织和拉伸性能

    作者:樊伟刚; 张亚梅; 高倩雯; 刘新春 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用激光立体成形技术制备TC4合金(沉积态)并进行退火处理,研究了沉积态和退火态合金的显微组织和拉伸性能,并与传统TC4合金的进行了对比。结果表明:激光立体成形合金的沉积态显微组织主要由针状马氏体α和β相组成,原始β晶界清晰可见,退火态显微组织由α板条和板条间β相组成;与沉积态组织相比,退火态组织中α相的体积分数增加,α板条粗化;沉积态和退火态激光立体成形合金的拉伸性能均优于传统退火态TC4合金的,退火处理降低了合金在垂直于和平行于扫描方向上的性能差异;与沉积态合金的相比,退火态合金在平行于扫描方向上的抗拉强度和屈服强度下降,伸长率和断面收缩率增大,在垂直于扫描方向上二者的拉伸性能相差很小;沉积态和退火态合金的拉伸断口均呈韧窝特征,断裂机制均为韧性断裂。

  • Super304H钢焊接接头的时效组织及其持久性能

    作者:张忠文; 李新梅; 杜宝帅; 李志明; 李文 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    对Super304H钢焊接接头进行了700℃保温不同时间(100,300,500h)的时效处理,研究了其时效组织和冲击性能,并分析了焊接接头在700℃、不同应力下的持久性能。结果表明:700℃时效100h后,Super304H钢焊接接头奥氏体晶界和枝晶界处析出大量的颗粒状、链球状和条状M23C6析出相,焊接接头的冲击韧性显著下降,随着时效时间的延长,M23C6相的析出速率减慢,冲击功基本保持稳定;焊接接头持久试样均在母材处断裂,且断裂前均发生明显的缩颈现象;当加载应力(180MPa)较高时,断口主要呈穿晶断裂特征,而当加载应力(160 MPa)较低时,其断裂特征向沿晶断裂转变。

  • 复合材料太阳帆板连接架强度的有限元分析

    作者:宋晟; 李冰雪; 万斌; 徐孟嘉 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用三维等效法计算复合材料的等效刚度常数,建立复合材料太阳帆板连接架的均衡三维有限元模型,分析其应变分布情况;根据霍夫曼失效准则,得到太阳帆板连接架不同部位的强度包线,并与有限元模拟得到的应变进行对比,以对连接架结构强度进行校核;对复合材料太阳帆板连接架进行静力试验,对有限元分析结果进行试验验证。结果表明:采用有限元模拟得到太阳帆板连接架在外加载荷作用下的应变分布结果与试验结果较接近,主梁与套筒连接处0°方向应变的相对误差小于9.00%,90°方向应变的相对误差比0°方向的略大,最大相对误差为13.30%;太阳帆板连接架结构强度的校核结果与静力试验结果相吻合,接头端部和套筒拐角位置为薄弱环节。

  • 感应淬火后大型齿条残余应力的有限元模拟

    作者:宋晟; 李冰雪; 万斌; 陆皓 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    对G35CrNiMo钢大型齿条的3种感应淬火工艺下的温度变化曲线、显微组织进行了分析,采用盲孔法并结合逐层剥离法测得齿条不同区域的残余应力;建立了齿条的有限元模型和电磁感应与热传导的耦合模型,模拟了齿条的残余应力分布,并与试验结果进行了对比。结果表明:淬火温度较高时,齿条淬硬层中产生较大的热应力,导致齿条在淬火过程中开裂;采用先气淬、后水淬的工艺后淬硬层的温度差降低,热应力减小,有效避免了淬火开裂;齿条表面的最大瞬态拉应力出现在325℃等温线附近,沿齿条方向和垂直于齿条方向的应力大小非常接近,且计算结果与试验结果非常吻合。

  • 某单相断路器连杆的断裂原因

    作者:王亮兵; 吴王平; 徐飞; 杨维华; 马天彪 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    某批单相断路器4Cr13钢连杆在调试试验中发生断裂,结合连杆的加工过程,用光学显微镜、扫描电子显微镜和维氏硬度计对其断裂原因进行了分析。结果表明:4Cr13钢连杆在90°弯角内侧发生脆性过载断裂,断裂形式为准解理断裂;4Cr13钢连杆在90°弯角内侧的硬度偏高,同时倒角圆弧半径偏小,使其在弯型过程中于90°弯角内侧发生应力集中而形成微裂纹,并最终导致4Cr13钢连杆在调试过程中因受力而发生断裂;合理设计连杆结构,并在弯型工序前控制退火过程中的加热速率,可避免4Cr13钢连杆发生断裂。

  • 制动杠杆螺栓的断裂原因

    作者:王欣 期刊:《机械工程材料》 2018年第11期

    采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪等对机车制动杠杆螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓的断裂形式为由应力腐蚀造成的沿晶脆性断裂;螺栓在服役时其断裂处所受到的较大弯曲应力作用,以及螺栓的恶劣服役条件是螺栓断裂的外在原因,而螺栓组织中存在的沿轧制方向分布的带状铁素体、较大的夹杂物是螺栓断裂的内在原因;加强螺栓材料的质量控制并优化螺栓的热处理工艺后,螺栓没有再出现过断裂。

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