于影霞
,
何柏林
材料导报
焊接接头表面纳米化解决了决定焊接接头疲劳裂纹萌生和扩展的内在因素之间的矛盾,在细化接头表面晶粒的同时,使基体保持粗晶状态,因而是提高焊接接头疲劳性能的一种有效方法.综述了镁合金表面自纳米化机理及研究现状,分析了表面自纳米化技术在改善镁合金焊接接头疲劳性能方面的研究概况,指出从镁合金焊接接头表面自纳米化的角度开展镁合金焊接接头疲劳性能改善研究具有重要意义.最后,对今后应用表面自纳米化技术改善镁合金焊接接头疲劳性能的研究方向做了展望.
关键词:
镁合金
,
焊接接头
,
表面自纳米化
,
疲劳性能
邓海鹏
,
于影霞
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.035
焊接是船舶、飞机、汽车、火车、压力容器、起重设备等大结构、复杂结构的重要加工方法.焊接结构的失效尤其是疲劳失效大多起始于焊接接头表面,因此对焊接接头表面质量的优化可改善焊接结构的性能,延长使用寿命.综述了超声冲击在焊接接头表面质量改进中的研究现状.分析了超声冲击对焊接接头表面几何形状的影响,指出超声冲击增大焊趾处圆弧过渡半径、降低应力集中系数和减小缺口效应的作用.总结了超声冲击对焊接接头表面残余应力的影响,指出超声冲击通过宏观塑性变形引发微观位错运动和增殖的机制,由此在焊接接头表面和次表面产生有益的残余压应力.阐述了超声冲击对焊接接头表面组织形态的影响,指出超声冲击在产生宏观织构和细化晶粒方面的作用.简述了超声冲击对提高焊接接头显微硬度和消除表面缺陷等方面的有利影响,同时指出合理的超声冲击参数才能降低焊接接头的表面粗糙度.最后,分析了目前研究存在的问题并对未来研究方向进行了展望.
关键词:
焊接接头
,
疲劳
,
表面质量
,
超声冲击
,
焊趾
,
表面强化
吕宗敏
,
何柏林
,
于影霞
,
吴剑
,
陈朝霞
兵器材料科学与工程
利用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对16MnR钢对接接头的焊趾部位进行冲击处理,利用X射线应力仪测定不同冲击时间的焊趾表面纵向和横向残余应力,分析不同冲击时间对焊趾表面残余应力的影响及焊趾表面残余压应力随冲击时间变化的规律.结果表明,超声冲击能有效地将焊接接头的拉伸残余应力转化为对疲劳寿命有益的残余压应力.
关键词:
超声冲击
,
焊接接头
,
冲击时间
,
残余应力
熊磊
,
何柏林
,
吕宗敏
,
于影霞
兵器材料科学与工程
为发挥低强匹配焊接能改善高强钢的可焊性、有效降低约束力和预热温度的优点,采用J422焊条焊接超声疲劳试样,对高铁转向架用钢SMA490BW低组配十字焊接接头开展常温拉压条件下的超声疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究低组配接头的疲劳失效机理.试验结果表明:十字焊接接头试样均断于焊趾,疲劳S-N曲线呈连续下降趋势.将十字接头的疲劳性能与板状母材进行对比分析,发现十字接头的疲劳寿命远低于母材.在循环周次为3.11× 106时,十字接头试样的疲劳强度仅为母材的67％.试样疲劳断口的扫描电镜(SEM)分析结果显示,裂纹源主要位于焊趾处的熔合区,该区域存在的几何不连续性及焊接缺陷会引起较大应力集中,是导致焊接接头疲劳断裂的主要因素.
关键词:
十字接头
,
低组配
,
SMA490BW钢
,
超声疲劳
,
疲劳机理
盛敬峰
,
于影霞
兵器材料科学与工程
为合理选择航天工业难加工材料钛合金的切削参数(切削速度、切削深度和每齿进给量),提出以切削功率、刀具耐用度和孔表面粗糙度Ra为优化目标,建立螺旋铣孔切削参数优化数学模型,用帕累托多目标遗传算法求解该模型,然后用正交试验法验证目标函数数学模型的预测精度,最后对钛合金螺旋铣孔切削工艺进行实证分析.结果表明:优化解集是切削速度为40～80 m/min、每齿进给量为0.05～0.07 mm/r、切削深度为0.1～0.3 mm、Ra为0.40～0.55 μm;Ra预测值误差为3％,而切削功率误差仅为1.5％,表明设计的目标函数模型具有较高的预测精度;切削参数优化结果通过了实验验证.
关键词:
难加工材料
,
钛合金
,
螺旋铣孔
,
帕累托多目标遗传算法
吕宗敏
,
何柏林
,
于影霞
兵器材料科学与工程
用HJ-Ⅲ型超声冲击设备对SMA490BW钢表面进行冲击处理,利用GX-51OLYMPUS金相显微镜观察冲击处理后试样表面微观结构的变化,测试试样冲击层的深度.结果表明:超声冲击使SMA490BW钢表层产生严重的塑性变形,电流相同时塑变层深度随着冲击时间的延长而增加;电流为2.0、1.5 A时的塑变层深度基本相同,说明塑变层深度并不会随冲击强度的增加而无限增加;冲击强度相对较大时,试样表层开始出现微观缺陷使表面质量劣化.
关键词:
超声冲击
,
塑变层
,
冲击参数
,
缺陷
吕宗敏
,
何柏林
,
于影霞
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2017.02.029
采用不同超声冲击参数处理SMA490BW钢,研究了冲击后试样在低、高倍下的微观组织特征、残余应力及硬度分布等表面完整性能的变化.实验结果表明,经过超声冲击表面处理后,样品表面层晶粒细化为纳米晶,平均晶粒尺寸约为30nm;并在试样表层引入残余压应力,数值最大约为255.5MPa;超声冲击对SMA490BW钢表面能够起到明显的强化作用,与未经处理的试样相比,处理后试样表面硬度最大提高了约66.7％.超声冲击强化处理改善SMA490BW钢的表面完整性的效果与冲击电流、冲击时间之间的关系不遵循单调变化规律,超声冲击参数为20min/1.5A时,试样具有较好的表面完整性,冲击影响层深度约为320μm.
关键词:
超声冲击
,
表面完整性
,
残余压应力
,
微观组织
魏康
,
何柏林
,
于影霞
中国有色金属学报
采用HJ-III型超声冲击机对MB8镁合金焊接接头焊趾进行表面处理，就不同冲击工艺参数对焊接接头表层组织及力学性能进行测试。结果表明：经过超声冲击处理后，接头焊趾及其附近区域表层组织内的原始粗晶转变为晶界清晰、随机取向的纳米晶粒；焊趾处的应力集中系数得到有效降低，表层硬度及其抗拉强度得到提高；超声冲击前后接头拉伸试样均断于焊趾，接头的拉伸断裂机制为准解理断裂。冲击电流为1.2 A、冲击时间为6 min时，与未超声冲击试样相比，MB8镁合金接头的应力集中系数降低12.04%，焊趾表层最大硬度值提高63.2%，抗拉强度提高33.2%，接头表层金属晶粒细化以及焊趾处应力集中程度的降低是提高MB8镁合金焊接接头力学性能的主要原因。
关键词:
超声冲击
,
焊接接头
,
表层组织
,
抗拉强度
,
晶粒细化
