2018年, 第42卷, 第1期　
刊出日期：2018-01-20

  

• 全选
  |

目录
• Select
  目录

  机械工程材料. 2018, 42(1): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
试验研究
• Select
  Incoloy800H合金在高温纯水蒸气中的氧化行为

  杨珍, 鲁金涛, 乐明, 周永莉, 李浩, 袁勇

  机械工程材料. 2018, 42(1): 1-6. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用不连续称重法、X射线衍射及扫描电子显微镜等研究了Incoloy800H合金在750℃和850℃纯水蒸气中的氧化行为。结果表明：试验合金的氧化动力学近似遵循抛物线规律，温度升高后其氧化急剧加速；在750℃蒸汽中氧化后，试验合金表面形成以（Cr，Mn）₂O₃为主的氧化膜，其上分布着不连续呈突起状的Fe₃O₄，在氧化膜下方基体中的铬被内氧化为Cr₂O₃；在850℃蒸汽中氧化后，试验合金表面形成双层氧化膜，外层为薄的（Fe，Mn）₃O₄，内层为厚的（Cr，Mn）₂O₃，氧化膜下方基体中的铝沿晶界发生内氧化生成Al₂O₃。
• Select
  超声表面滚压加工对Ti-6Al-4V合金显微组织及表面完整性的影响

  蔡振, 张显程, 涂善东

  机械工程材料. 2018, 42(1): 7-10,17. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用"回"字形加工路径对退火态Ti-6Al-4V合金进行超声表面滚压加工（USRP），使用光学显微镜、透射电镜、显微维氏硬度计、X射线残余应力分析仪、表面三维形貌仪等设备对USRP后合金的显微组织和表面完整性进行表征。结果表明：USRP后Ti-6Al-4V合金表面形成了厚度约300 μm的塑性变形层，塑性变形层的表面为等轴纳米晶层，次表面为晶粒取向一致的长条状纳米片晶层；USRP后Ti-6Al-4V合金的显微硬度最高达到390 HV，表面粗糙度由0.76 μm减小为0.23 μm。随着距表面距离的增大，合金的残余压应力先增大后减小。
• Select
  B₄C陶瓷固-液协同烧结动力学和致密化模型

  史秀梅, 崔红, 陈刚, 曹剑武, 唐纬虹, 张立君

  机械工程材料. 2018, 42(1): 11-17. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用固-液协同烧结方法在不同烧结参数下制备了不同原料配比的B₄C陶瓷，研究了烧结温度和烧结时间对其线收缩率的影响、原料配比和烧结温度对表观活化能的影响；进行了固-液协同烧结动力学分析，建立了综合考虑烧结温度、烧结时间、原料配比、压坯密度的固-液协同烧结致密化模型并进行了精度分析。结果表明：固-液协同烧结致密化模型烧结密度预测值和烧结密度试验值之间具有较高的正相关性，且两者的平均相对误差绝对值小于20%，该模型能很好地描述B₄C陶瓷固-液协同烧结过程中烧结密度与烧结时间、烧结温度、原料配比的关系。
• Select
  钨/铜载流摩擦副的电弧烧蚀行为

  宋联美, 张永振, 上官宝

  机械工程材料. 2018, 42(1): 18-22. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在自制载流电弧试验机上进行了钨/铜载流摩擦副的载流电弧烧蚀试验，研究了其电弧烧蚀行为和电弧烧蚀机理。结果表明：随燃弧时间的延长，载流电弧电流下降，电压增加，电场强度则先增后降；载流电弧分为起弧、稳定燃烧和熄弧3个阶段，各阶段的时间间隔分别约占整个燃弧时间的7%，89%和4%，铜试样的严重烧蚀主要发生在起弧阶段和稳定燃烧的初期；随着试验电流的增大，金属蒸气态电弧存在时间延长，铜试样表面的电弧烧蚀坑宽度增加，深度先增后降，这与高熔点钨的沉积加剧有关。
• Select
  高压气瓶用34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素

  尹谢平, 吴传潇, 蒋锡军, 高增梁

  机械工程材料. 2018, 42(1): 23-27,32. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为保证具有氢脆风险的高压气瓶的安全使用，对国内两个钢厂生产的高压气瓶用34CrMo4钢进行了化学成分分析、力学性能测试和抗氢脆性能试验，对比研究了不同厂家34CrMo4钢的抗氢脆性能及影响因素。结果表明：不同钢厂生产的34CrMo4钢中的主要化学成分基本一致，但由于钢中气体元素氧、氮、氢，有害元素磷、硫和微量元素（钒+铌+钛+硼+锆）的含量，非金属夹杂物级别，以及钢的冲击性能相差较大，导致其通过氢脆试验的抗拉强度不同，分别为901，968 MPa，对应的最大氢脆化指数分别为1.93，1.92；对具有氢脆风险的高压气瓶，除应限定材料最大抗拉强度与屈强比外，还应限定有害元素磷、硫和微量元素（钒+铌+钛+硼+锆）的含量。
• Select
  玻璃纤维抄取密封垫片的制备及配方优化

  冯红飞, 刘美红, 田硕, 焦健, 康宇驰

  机械工程材料. 2018, 42(1): 28-32. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  将经过表面处理的玻璃纤维代替石棉纤维，采用胶乳抄取工艺制备了不同配方的密封垫片，测试了其压缩率、回弹率、拉伸强度、密度，采用多元回归方程研究了垫片配方与其性能的关系，并通过多目标优化函数对垫片配方进行了优化。结果表明：在相同的制备工艺下，垫片配方中各组分的含量对垫片性能的影响较大；随着玻璃纤维含量的增加，垫片的压缩率逐渐增加，回弹率、拉伸强度、密度逐渐减小；采用fgoalattain函数对垫片配方中的组分进行多目标优化后，垫片性能的实测值与优化目标值较接近，垫片的综合性能较好。
• Select
  铼含量微量调整对第三代镍基单晶高温合金组织和高温持久性能的影响

  方向, 张剑, 赵云松, 杨振宇, 许剑伟, 吴庆辉, 姜华, 骆宇时

  机械工程材料. 2018, 42(1): 33-38,43. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  制备了名义成分为Ni-9Ta-6Al-6W-4Co-2Cr-0.4Mo-xRe （x分别为6.2，6.8，质量分数/%）的两种单晶高温合金，研究了铼含量对合金铸态显微组织和相转变温度以及热处理态显微组织和高温持久性能的影响。结果表明：微量增加铼后，铸态合金的凝固偏析程度和γ+γ'共晶组织含量均增加，固溶过程中共晶组织快速溶解的峰值温度提高；热处理态合金中的γ'相尺寸略微减小，持久加载过程中拓扑密排相的析出量增加；铼的微量增加显著改变了铼和铬的成分分配比，增强了固溶强化效果，明显提高了合金的高温持久性能。
材料性能及应用
• Select
  热挤压与热处理对半固态方法制备7075铝合金显微组织与拉伸性能的影响

  朱永博, 杨湘杰, 桂云鹏

  机械工程材料. 2018, 42(1): 39-43. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用剪切低温浇注式（LSPSF）半固态浆料制备工艺制备7075铝合金铸棒，并依次进行均匀化处理、热挤压和T6热处理，研究了热挤压和热处理对铝合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：铸态铝合金中的近球形晶粒在热挤压过程中变为不规则形状，经T6热处理后，铝合金组织中出现较明显的晶界；热挤压和T6热处理使铝合金组织中的（110）晶面产生择优取向；经热挤压后，铝合金的抗拉强度和屈服强度比铸态的分别提高了136%和140%，经T6热处理后，抗拉强度和屈服强度进一步提高；铸态铝合金的断裂方式为脆性断裂，经热挤压和T6热处理后，其断裂方式均为韧性断裂。
• Select
  NM450耐磨钢板焊接接头的显微组织和力学性能

  董现春, 张楠, 韩妮丹, 陈延清

  机械工程材料. 2018, 42(1): 44-47,53. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用ER50-6焊丝对NM450耐磨钢板进行了CO₂气体保护焊，研究了接头的显微组织、力学性能，以及焊接冷裂纹敏感性。结果表明：焊缝组织为块状铁素体+针状铁素体，热影响区粗晶区和正火区的组织分别为板条马氏体和铁素体+渗碳体；焊缝区、粗晶区、正火区和不完全重结晶区的硬度分别为220，412，234，386 HV，马氏体分解导致正火区和不完全重结晶区硬度降低；接头的抗拉强度为768 MPa，焊缝中心、影响区和母材的-20℃夏比冲击吸收功分别为110，140，88 J；此钢有一定的冷裂纹敏感性，在环境温度32.6℃、不预热焊接时不会产生裂纹，在环境温度-1.4℃、不预热焊接时，接头根部裂纹率和截面裂纹率均为100%，80℃预热焊接则不会产生焊接裂纹。
• Select
  Al-5Ti-0.2C细化剂对5356铝合金显微组织和力学性能的影响

  黄宇炜, 李安敏, 董涛

  机械工程材料. 2018, 42(1): 48-53. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能材料试验机等设备，研究了Al-5Ti-0.2C细化剂质量分数和细化保温时间对5356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：Al-5Ti-0.2C细化剂能够明显地细化5356铝合金晶粒；随着细化剂质量分数的增加和细化保温时间的延长，铝合金晶粒尺寸先减小后增大；添加细化剂后，铝合金的力学性能得到提高，当细化剂质量分数为0.3%和细化保温20 min时，铝合金的伸长率最大，为12.58%，其综合力学性能最好。
• Select
  不等厚DP780/HC660双相钢异质激光焊接接头的显微组织和力学性能

  梁静伟, 邱小明, 胡庆伟, 刘文生, 刘永成

  机械工程材料. 2018, 42(1): 54-58,63. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对1.2 mm厚DP780双相钢和1.0 mm厚HC660双相钢进行了CO₂激光对接焊，研究了该异质焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明：焊接接头焊缝区组织由粗大板条马氏体和少量铁素体组成，热影响区组织不均匀，分为粗晶区、细晶区和临界区；显微硬度以焊缝为中心呈不对称分布，焊缝区、热影响区和母材的平均显微硬度依次降低，热影响区出现软化现象；焊接接头的抗拉强度和HC660双相钢的相近，伸长率则降低至7.8%，断裂发生在热影响区附近的HC660双相钢处，断裂方式为韧性断裂。
• Select
  单峰过载对2205双相不锈钢疲劳裂纹扩展速率的影响

  耿越, 陈吉

  机械工程材料. 2018, 42(1): 59-63. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用电液伺服疲劳试验机对2205双相不锈钢进行不同过载比（1.0，1.5，2.5，3.5）下的疲劳裂纹扩展试验，研究了单峰过载对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明：过载比越大，2205双相不锈钢裂纹扩展停滞的时间越长，疲劳裂纹扩展速率下降的幅度越大；当过载比小于3.5时，单峰过载引起裂纹尖端发生钝化或闭合，疲劳裂纹扩展速率明显下降甚至暂时停滞；当过载比为3.5时，裂纹尖端发生偏折及分叉，疲劳裂纹扩展完全停止。
• Select
  溅射靶材绑定用Sn-Zn-In-Bi-Al焊料合金的组织与性能

  燕翙江, 张建新, 卜丽静, 朱朝刚, 杨勇, 褚振华, 董艳春, 何继宁, 刘娜

  机械工程材料. 2018, 42(1): 64-67,71. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用微合金化方法制备了Sn-7.0Zn-xIn-3.8Bi-0.2Al （x=0，4.5，5.0，5.5）4种焊料合金，研究了铟含量对焊料合金显微组织、熔点、润湿性、导电性、导热性等的影响，并与传统纯铟、纯锡焊料进行了对比。结果表明：焊料合金主要由β-锡相和富锌相组成；随着铟含量的升高，合金的熔点逐渐降低，润湿性、导电性、导热性逐渐增强；Sn-7.0Zn-5.0In-3.8Bi-0.2Al合金的熔点、润湿性均优于纯锡焊料的，且接近纯铟焊料的，电阻率、热导率均接近纯锡焊料的，该焊料合金为合适的溅射靶材绑定用焊料合金。
• Select
  热挤压对粉末冶金6061铝合金显微组织和抗拉强度的影响

  原国森, 杨占尧

  机械工程材料. 2018, 42(1): 68-71. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高粉末冶金制备6061铝合金的致密性和力学性能，对粉末冶金烧结态的6061铝合金进行了热挤压处理，研究了热挤压对6061铝合金显微组织和抗拉强度的影响。结果表明：烧结态铝合金组织为均匀分布的等轴晶，热挤态铝合金的晶粒呈带状分布，晶粒尺寸变小；烧结态铝合金的相对密度为96.67%，经热挤压后铝合金的相对密度提高到了98.14%；铝合金经过热挤压后，抗拉强度由112 MPa提高到了248 MPa；烧结态铝合金的断裂形式为韧性断裂，热挤压后铝合金的断裂形式为韧性断裂和沿晶断裂的混合型断裂。
物理模拟与数值模拟
• Select
  微载荷连续球压痕法评价金属材料的屈服强度和应变硬化指数

  金桩, 赵建平

  机械工程材料. 2018, 42(1): 72-77. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对现有球压痕测试材料力学性能的方法进行改进，采用连续循环加载方法代替多点单次加载方法得到金属材料的载荷深度曲线，通过量纲分析和有限元分析拟合出压头压入金属材料过程中的无量纲函数及对应的表观应变函数，并得到不同金属材料的弹塑性参数和应力-应变曲线，通过试验数据对其进行了验证。结果表明：通过该方法计算得到的金属材料弹塑性参数与试验数据的误差均为5%左右，且两者的应力-应变曲线基本吻合。
• Select
  壁厚不均对平面内弯矩作用下P92钢管弯头蠕变寿命的影响

  蓝翔, 徐鸿, 杨乐, 倪永中

  机械工程材料. 2018, 42(1): 78-83,88. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在平面内弯矩作用下P92钢管弯头高温蠕变试验的基础上，利用有限元方法模拟了不同壁厚不均度钢管弯头在平面内弯矩载荷下的高温蠕变过程，分析了弯头不同位置处的应力和损伤情况，建立了壁厚不均匀度与蠕变寿命的关系模型，并用试验结果对该模型进行了验证。结果表明：外弧减薄钢管弯头的蠕变寿命随壁厚不均度的增大而延长，且呈线性关系；侧弧减薄钢管弯头的蠕变寿命随壁厚不均度的增大而缩短，且缩短趋势逐渐减缓；试验结果验证了该关系模型的准确性，该关系模型可以准确地预测平面内弯矩作用下壁厚不均钢管弯头的蠕变寿命。
• Select
  基于分段冷压法7050大型铝合金锻件残余应力的消减

  姚诗杰, 夏伟军, 袁武华, 崔明亮

  机械工程材料. 2018, 42(1): 84-88. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用分段冷压法对7050大型铝合金锻件的淬火残余应力进行消减，通过Deform-3D有限元软件模拟了分段冷压前后锻件残余应力的大小和分布，并采用盲孔法对分段冷压前后锻件的残余应力进行测试。结果表明：分段冷压使铝合金锻件的残余应力得到大幅度消减，实测得到的残余应力均小于130 MPa，消减幅度达到70.3%~97.4%，且非搭接区域残余应力的消减效果比搭接区域的好，模拟结果与测试结果相吻合。
失效分析
• Select
  高炉煤气能量回收透平叶片失效的原因

  刘明霞, 畅庚榕, 付福兴, 何斌锋, 马飞, 陈明珂, 余历军, 戴君, 徐可为

  机械工程材料. 2018, 42(1): 89-94. https://doi.org/10.11973/jxgccl201801018

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  某湿式高炉煤气能量回收透平（TRT）机组运行3 a后，发现其一级和二级动叶片叶根出现裂纹，通过宏观形貌观察、化学成分分析、拉伸性能测试、微观形貌观察等对叶片进行了失效分析，探讨了裂纹产生的原因。结果表明：叶片上的裂纹属于典型的腐蚀疲劳开裂，裂纹位于叶根第一榫齿中间部位；裂纹在叶根与主轴榫槽的接触面所产生的腐蚀坑处萌生，在复杂交变应力的作用下，裂纹进一步扩展，最终导致机组的异常振动和停机。