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机械工程材料
《机械工程材料》杂志创刊于1977年,由上海材料研究所主办,为中国机械工程学会材料分会会刊,是国内外公开发行的有关工程材料研究与生产应用的专业技术期刊。本刊是中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、《中国学术期刊影响因子年报》统计源期刊,被中国科技论文与引文数据库(CSTPCD)、中国学术期刊综合评价数据库、《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》、CA、SA和PЖ等收录。
本刊报道内容为传统及新型工程材料的最新研究及应用成果,设置了综述、试验研究、新材料新工艺、材料性能及应用、纳米材料、残余应力、物理模拟与数值模拟、失效分析等栏目,可供从事材料及相关产业工作的研发与技术人员阅读参考。
本刊为大16开,每期100页以上,每月20日出版,国际标准连续出版物号为ISSN 1000-3778,国内统一连续出版物号为CN 31-1336/TB,国际期刊刊名代码(CONDEN)为JGCAEL。国内各地邮政局(所)或本刊发行部均可订阅,邮发代号4-221,发行价18元/册,216元/年,可以破季破年订阅;本刊发行部还提供电子期刊订阅服务,订阅价为90元/年。
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顾       问 丁传贤(院士)  李鹤林(院士) 
陈蕴博(院士)  周    玉(院士)      钟群鹏(院士)  徐滨士(院士) 
涂铭旌(院士)   崔    崑(院士)
主       任 孙  军
副 主 任

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陈文哲   康    明   韩恩厚   
谢续明   甄    良

   
委      员

王国珍   王泽华   王    磊
牛济泰   毛萍莉   尹志新
田永君   史耀武   冯耀荣
朱旻昊   朱心昆   刘    艳
刘    刚   孙继锋   苏    彬
杨    武   杨    旗   李    健
李会军(澳)       李文戈
李永兵   李    强   肖汉宁
吴申庆   余新泉   张聪惠
张培志   张    亮   陈    荐
陈爱平   陈    旭   欧阳柳章
郑    启   赵    杰   胡正飞
胡献国   胡    军   施惠基
栗卓新   顾哲明   栾佰峰
唐成春   陶春虎   曹占义
曹    阳   崔振铎   董洪标(英)
曾    涛   曾建民   强颖怀
雷永平   谭    毅   熊惟皓
薛    春   薛小怀

名誉主编 杨    武
主       编 胡    军
常务副主编:  陆静娟

中国标准连续出版物号
 ISSN 1000-3738
———————— 
  CN 31-1366/TB
国际名刊代码 CODEN-JGCAEL
1977年创刊 月刊 公开发行

    
主         管 上海科学院
主         办 上海材料研究所
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2020-10-20 08:58:30
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:某油田HY级抽油杆在服役过程中于扳手方和外螺纹台阶过渡处发生断裂。采用断口形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、硬度测试及有限元模拟等方法,对其断裂原因进行分析。结果表明:失效抽油杆的断裂方式为脆性断裂,裂纹源位于扳手方和外螺纹台阶过渡位置的棱角处;断裂原因在于碳、钼元素含量低于标准要求,组织中出现含量较高的铁素体,导致抽油杆淬硬...[查看更多]
2020-10-20 08:58:29
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:在变形温度为653~733 K、应变速率为0.01~0.1 s-1、变形道次间停留时间为30~240 s下,对Al-Mg-Si-Cu合金进行双道次等温热压缩试验,定量分析了合金的动态与静态软化行为,探讨了合金的流变软化行为机理。结果表明:合金在第一道次变形时的动态软化率均不低于10%,流变软化程度随着应变速率的增大和变形温度的升高而减小,软化机制为动态回复与再结晶相结...[查看更多]
2020-10-20 08:58:29
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用霍普金森压杆试验研究了C72900铜合金与15-5PH不锈钢在不同应变速率下的动态力学性能;基于Johnson-Cook本构方程对应变-应力曲线进行拟合以确定材料参数,应用ABAQUS软件对压缩试验进行模拟以验证本构方程的准确性。结果表明:试验测得随着应变速率的增大,C72900铜合金和15-5PH不锈钢的流变应力显著增大,二者的流变应力行为相近;模拟得到C72900铜合...[查看更多]
2020-10-20 08:58:28
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:以DX56D+Z、HC220BD+Z、HC420LA、HC420/780DP汽车钢板为研究材料,分别使用Ludwik、Swift、Hockett-Sherby、Voce、Swift-Hockett-Sherby和Swift-Voce硬化模型对单向拉伸试验获取的流动应力和塑性应变进行拟合,对比分析了6种硬化模型的拟合精度;以HC420/780DP钢板为例,分析了6种硬化模型对大应变范围(颈缩点后)内流动应力的拟合效果。结果表明:在塑性...[查看更多]
2020-10-20 08:58:28
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:基于Johnson-Cook本构模型和损伤模型,采用Lsdyna软件建立了分离式霍普金森压杆系统的二维模型,对TC4钛合金帽状试样的绝热剪切过程进行了数值模拟,研究了局域化变形区域的应力、塑性应变和温度,并与试验结果进行对比;探讨了TC4钛合金的绝热剪切机理。结果表明:模拟得到13 m·s-1冲击速度下,TC4钛合金帽状试样发生明显的局域化变形,且局域化变形...[查看更多]
2020-10-20 08:58:27
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用熔盐法(NaF+KF)和液相法(HCl+NaF)刻蚀Ti2AlC制备得到Ti2CTx,对比研究了2种方法下刻蚀产物的物相组成、微观形貌、表面官能团及电化学性能。结果表明:液相法所得Ti2CTx纯度较高,表面有4种官能团(C-O、C=O、C-F和O-H),杂质主要为TiC;熔盐法所得Ti2CTx片层间距较小,表面有2种官能团(C=O和O-H),杂质主要为K2NaAlF6;熔盐法及液相法制得的Ti2...[查看更多]
2020-10-20 08:58:27
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用快速凝固技术制备Zr49Co49Al2、Zr48Co48Al4、Zr47Co47Al6合金棒,研究了合金的微观结构和力学性能,并分析了压缩时合金中裂纹萌生和扩展机理。结果表明:Zr49Co49Al2合金、Zr48Co48Al4合金和Zr47Co47Al6合金的物相均为具有简单立方结构B2 ZrCo相,随着铝含量的增加,其(110)晶面间距增大且均略大于理论值;随着铝含量的增加,合金的弹性极限和屈服强...[查看更多]
2020-10-20 08:58:26
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用气体保护焊对718钢板进行堆焊,对比研究了Cr-Mo-Ni系和Cr-Mo-W-V系药芯焊丝堆焊层的组织、硬度与耐磨性能。结果表明:2种药芯焊丝堆焊层均与母材熔合良好,无焊接缺陷;Cr-Mo-Ni系药芯焊丝堆焊层的显微组织由马氏体和少量残余奥氏体组成,Cr-Mo-W-V系药芯焊丝堆焊层的显微组织由细小马氏体、较多铁素体、极少残余奥氏体组成,铁素体内有碳化物析出;Cr...[查看更多]
2020-10-20 08:58:26
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用砂磨工艺对Al2O3粉体进行研磨,研究了粉体的形貌,以及在SiO2-ZrO2-MgO-CaO烧结助剂作用下烧结粉体得到95Al2O3陶瓷的物相组成、微观结构和力学性能,并与行星球磨工艺下的进行对比。结果表明:砂磨后Al2O3粉体的平均粒径仅为0.2 μm,砂磨对粉体具有明显的细化作用,而行星球磨后的中位粒径为2.4 μm,与未研磨粉体的相近;烧结砂磨粉体得到陶瓷的物相...[查看更多]
2020-10-20 08:58:26
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用大气等离子喷涂技术在Q235B钢板上制备Cr2O3涂层,研究了喷涂电流(570~650 A)对Cr2O3涂层孔隙率、微观形貌、物相组成、硬度、结合强度、耐磨性能的影响。结果表明:随着喷涂电流的增大,Cr2O3涂层的孔隙率减小;当喷涂电流为650 A时,涂层的孔隙率最低,仅为2.18%,涂层表面平整,与基体结合紧密,未发现明显裂纹及未熔颗粒;喷涂电流为570 A时,涂层...[查看更多]
2020-10-20 08:58:25
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:以棕刚玉为骨料,碳化硅、白刚玉粉、氧化铝微粉、六偏磷酸钠等为辅料制备Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料,研究了六偏磷酸钠掺入量(0.05%~0.20%,质量分数)对浇注料致密性、力学性能和热力学性能的影响。结果表明:在110 ℃干燥及1 450 ℃烧成条件下,随着六偏磷酸钠掺入量的增加,浇注料试样的体积密度、耐压强度和抗折强度先增大后减小,显气孔率则先减小后增...[查看更多]
2020-10-20 08:58:25
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用根据国内某型飞机飞行特性编制的随机载荷谱,对B95和7B04硬质铝合金进行疲劳试验,获得疲劳裂纹扩展数据和疲劳总寿命,确定裂纹形成寿命,对2种铝合金的疲劳寿命、分散性系数等重要疲劳性能指标进行对比分析。结果表明:7B04铝合金的中值裂纹形成寿命为5 301.9飞行小时,约为B95铝合金的1.55倍,裂纹形成寿命分散系数为1.436 2,远低于B95铝合金的(2....[查看更多]
2020-10-20 08:58:24
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:对退火态2219铝合金板进行预拉伸变形,然后进行固溶与时效处理,研究了预拉伸变形量(0~5.0%)对铝合金组织及拉伸性能的影响,探讨了预拉伸变形后升温过程中晶粒的长大行为。结果表明:当预拉伸变形量不大于3.5%时,经固溶处理后合金的平均晶粒尺寸基本不变,约为0.1 mm,当预拉伸变形量达到5.0%时,晶粒明显变大,平均晶粒尺寸为1.66 mm;预拉变形量小于3...[查看更多]
2020-10-20 08:58:23
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:利用失重法、扫描电镜、X射线衍射等研究了CO2压力(0.03~0.26 MPa)对20钢在CO2/水两相分层流液相介质中腐蚀行为的影响。结果表明:CO2压力由0.03 MPa升高至0.11 MPa时,20钢的腐蚀速率快速增大,而当CO2压力超过0.11 MPa后腐蚀速率缓慢增大;不同试验条件下20钢的腐蚀速率均大于1.193 mm·a-1,说明20钢发生严重腐蚀;20钢表面被均匀、疏松的絮状腐蚀...[查看更多]
2020-10-20 08:58:23
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:对平均粒径分别为0.31,0.77 μm的2种Al2O3粉体(分别记为1#和2#)进行低固相含量(体积分数45%)凝胶注模成型,再经冷等静压(CIP)和常压烧结制备得到2种Al2O3陶瓷,研究了粉料和CIP压力(100~500 MPa)对Al2O3坯体和陶瓷致密化的影响。结果表明:粒径较小Al2O3粉体的分散难度较大,所需聚丙烯酸铵分散剂的添加量较高,所得坯体和烧结陶瓷的相对密度较小...[查看更多]
2020-10-20 08:58:22
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用高能行星式球磨机对CoCrFeNiTiCuMoxVx(x=0.5,1.0,1.5,2.0,原子比)粉末进行机械合金化制备高熵合金粉末,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜研究了钼和钒含量对合金粉末物相组成、晶粒尺寸、晶格应变的影响。结果表明:高能球磨后,纯金属相的衍射峰消失,得到了BCC+FCC双相结构的合金粉末;随着钼和钒含量的增加,BCC相含量增加,FCC相减少;合...[查看更多]
2020-10-20 08:58:21
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:采用以冷金属过渡(CMT)电弧为热源的增材制造技术制备Inconel 625合金厚壁件,对比研究了摆动与两道多层电弧轨迹下厚壁件的显微组织和性能。结果表明:在摆动电弧轨迹增材制造过程中出现了飞溅现象,厚壁件表面粗糙,而在两道多层电弧轨迹增材制造过程中无明显飞溅现象,厚壁件表面光滑平整;厚壁件中树枝晶的生长方式均为外延生长,树枝晶中存在二次枝晶...[查看更多]
2020-10-20 08:58:20
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:综述了Mo2NiB2基金属陶瓷的性能与特点,详细介绍了真空液相烧结技术、激光熔覆技术、固相反应法、反应热喷涂法、铸造烧结法等Mo2NiB2基金属陶瓷常用制备方法及各自的优缺点,简述了采用不同技术制备得到Mo2NiB2基金属陶瓷的硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能等,对Mo2NiB2基金属陶瓷的相关应用领域进行了总结,最后对今后我国Mo2NiB2基金属陶瓷的研究方向进行了...[查看更多]
2020-10-20 08:58:18
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:在轻量化需求日益提升的大背景下,具有优良成形性能的液态模锻成形技术得到广泛的关注。总结了装备轻量化设计准则以及轻量化设计的关键要点,介绍了液态模锻成形铝合金在装备中的应用,从工艺原理与特点、成形材料、成形模具、成形设备等方面对液态模锻成形铝合金技术的研究进展进行了综述,最后提出了该技术今后的研究发展方向。[查看更多]
2020-10-20 08:58:17
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第10期
摘要:在火灾过程中,不同区域的温度、火灾持续时间、灭火方式以及设备材料的不同,导致过火设备发生不同程度和类型的损伤,并造成设备材料组织与性能的变化。概述了石化行业中常用碳钢、低合金钢和奥氏体不锈钢过火设备的损伤评价方法及其材料力学与耐腐蚀性能损伤评价的国内外研究现状,探讨了目前过火设备损伤评价中存在的问题和未来的研究方向。[查看更多]
2020-09-24 19:00:15
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:SWRCH22A钢螺钉在低于设计载荷下发生断裂,采用断口形貌、显微组织观察,硬度、镀锌层厚度测试及有限元仿真等方法,对其断裂原因进行分析。结果表明:该螺钉的断裂性质为氢脆断裂。热处理后螺钉形成了具有较强氢脆敏感性的回火马氏体组织;在后续镀锌或服役过程中,氢原子进入螺钉内部;在服役载荷作用下,螺头及附近螺纹根部产生应力集中,氢原子向应力集...[查看更多]
2020-09-24 19:00:15
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:南海西部某井在钻采作业时,一支扶正器在接头内螺纹处发生断裂。采用宏观检查、化学成分分析、微观形貌分析、力学性能测试、有限元模拟等方法对其失效原因进行了分析。结果表明:该扶正器接头断裂模式为疲劳断裂,疲劳裂纹起源于接头螺纹牙底;扶正器本体外径减小、螺纹牙底应力增大是其发生失效的主要原因;建议优化底部钻具组合,采用扶正器+钻铤+扶正器...[查看更多]
2020-09-24 19:00:14
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:在变形温度900~1 100℃,应变速率0.01~5 s-1条件下对GH4169高温合金进行热压缩试验,研究了其显微组织及热变形行为。基于流变曲线构建了双曲正弦型Arrhenius本构方程,通过Avrami方程构建了临界动态再结晶模型。结果表明:GH4169高温合金在热压缩过程中发生了动态再结晶,且高温、低应变速率下的再结晶行为更显著;热压缩至应变量为0.2时,GH4169高温合金...[查看更多]
2020-09-24 19:00:14
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:对7N01铝合金薄板进行正反面各一道次的双面搅拌摩擦焊(FSW),研究了接头的显微组织、硬度分布、拉伸性能和应力腐蚀敏感性。结果表明:FSW接头成形良好,焊核区为均匀细小的等轴晶组织,正反焊道交界处焊核区由于受到两次热-力耦合作用,晶粒较其他焊核区的细小,热力影响区晶粒发生剪切变形,呈条弧状,热影响区晶粒呈原始板条状;从焊核区到母材,硬度...[查看更多]
2020-09-24 19:00:13
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:采用热等静压和热挤压工艺制备单一粒径(50,25,15,10 μm)和混合粒径(10 μm+25 μm)SiCp/2024铝合金复合材料,并进行T4处理,研究了SiC粒径对复合材料显微组织和力学性能的影响;对性能最优的复合材料进行T6处理,研究了其组织和力学性能的变化。结果表明:添加单一粒径SiC时,随着粒径的减小,SiC颗粒在基体中的分布更加均匀,复合材料的抗拉强度...[查看更多]
2020-09-24 19:00:13
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:采用超音速火焰喷涂工艺在碳钢表面制备WC-12Co、WC-10Co4Cr、WC-10Ni和WC-20Cr3C2-7Ni金属陶瓷涂层,对比研究了不同涂层的物相组成、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能。结果表明:WC-12Co、WC-10Co4Cr和WC-10Ni涂层中均生成了少量W2C脱碳相;4种涂层均很致密,且与基体结合良好;WC-10Co4Cr和WC-12Co涂层的硬度和耐磨性能相近且最好,WC-10Ni涂层的次之,WC-20C...[查看更多]
2020-09-24 19:00:13
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:熔炼制备组成(质量分数/%)为Sn-0.7Cu-1Zn-xBi (x=0.5,1,1.5,2)的合金钎料,研究了铋含量对钎料熔点、电导率、润湿性能的影响,确定了最佳铋含量;采用最佳铋含量合金钎料对1060铝导线和连接金具进行钎焊连接,研究了连接头的界面形貌、拉断力和温升。结果表明:随着铋含量的增加,钎料的熔点略微降低,电导率下降,润湿性能先增大后减小;最佳铋含...[查看更多]
2020-09-24 19:00:12
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:在锻造成型6082铝合金控制臂心部取样,进行(510~590℃)固溶+175℃时效处理,研究了固溶温度对组织、硬度以及在2.8,6.8 N载荷下摩擦磨损性能的影响。结果表明:热处理提高了合金的硬度和耐磨性能;随着固溶温度升高,合金硬度增大,温度为550℃时,合金晶粒最细小,硬度最高,温度继续升高,晶粒粗化,硬度降低;在2种载荷下,550℃固溶时的磨损体积均最...[查看更多]
2020-09-24 19:00:12
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:在服役约7.8万h的600 MW超临界锅炉末级再热器不同位置截取T23、T91和TP347H钢管试样,分别进行显微组织和常温、高温拉伸性能分析,对比研究了显微组织和拉伸性能的劣化程度。结果表明:T23、TP347H和T91钢管试样的组织均呈现明显的老化特征,晶界处分别析出M6C碳化物、M23C6碳化物和Laves相,显微组织老化级别分别为4级、3.5级和4级;T23钢管试样的常温和...[查看更多]
2020-09-24 19:00:11
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:采用冷金属过渡焊(CMT)对6061铝合金和DP590镀锌钢板进行搭接点焊,研究了接头界面的显微组织和物相组成,探讨了各金属间化合物的形成机理。结果表明:接头焊缝成形良好,焊接界面上存在厚度约6 μm的金属间化合物过渡层,镀锌钢板一侧的过渡层界面较为平滑,熔化区一侧的界面处则存在大量柱状晶;过渡层中的铁、铝元素含量几乎不变,靠近镀锌钢板一侧的...[查看更多]
2020-09-24 19:00:11
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:在温度1 050~1 200℃,时间10~90 min下对GH984G合金冷轧无缝管试样进行固溶处理,研究了固溶处理对合金组织和硬度的影响。结果表明:冷轧态合金晶粒沿轧向拉长,晶界及晶内析出第二相颗粒;不同条件固溶处理后,合金中形成等轴晶组织,随着温度的升高和保温时间的延长,晶粒尺寸增大,第二相数量减少;合金的晶界迁移表观激活能随保温时间的延长而增大,动...[查看更多]
2020-09-24 19:00:10
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:测试了不同硬度P91钢试样在20,540,560℃下的拉伸性能和540,560℃下的持久强度,基于P91钢在一定温度和硬度下持久强度-断裂时间曲线近似平行的本质特征建立了不同硬度P91钢的持久强度与断裂时间的线性方程;采用该线性方程,基于不同硬度试样的短时持久数据拟合得到全寿命周期的持久强度-断裂时间曲线,对比分析了持久强度拟合结果与试验结果。结果表明...[查看更多]
2020-09-24 19:00:10
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:采用室温腐蚀试验和电化学试验研究了碳钢、镀锌钢、纯铜3种接地材料在水饱和酸性红壤中的电化学腐蚀行为。结果表明:随着腐蚀时间的延长,碳钢和镀锌钢的平均腐蚀速率降低,纯铜的平均腐蚀速率略微增大;在水饱和红壤中腐蚀45 d时,碳钢的平均腐蚀速率最大,镀锌钢的次之;碳钢和镀锌钢表面均呈不均匀的全面腐蚀形貌,纯铜表面呈均匀腐蚀形貌;碳钢、镀锌...[查看更多]
2020-09-24 19:00:09
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:采用钨极氩弧焊对0.6 mm厚钽片进行搭接焊,研究了焊接接头的显微组织。结果表明:焊缝成形良好;上层钽片上表面、上下钽片接触面处和下层钽片下表面处均出现了氧化层;在焊接热作用下,热影响区发生动态再结晶,母材的晶粒由原始细长状转变为等轴状,且晶粒粗化;氩气并不能完全隔绝空气,焊缝不同区域发生不同程度的氧化,由未氧化或氧化程度较轻的浅色物...[查看更多]
2020-09-24 19:00:09
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:对比研究了未变质、锶变质、硼变质、锶和硼复合变质对铸态与T6态Al-6Si-3Cu-0.3Mg合金组织与力学性能的影响;考察了复合变质条件下,锶含量(0.025%,0.050%,0.075%,质量分数)对合金组织与力学性能的影响。结果表明:锶变质、硼变质、锶和硼复合变质均可细化铸态与T6态合金组织,提高其抗拉强度,其中复合变质效果最为显著;与未变质处理合金的相比,复...[查看更多]
2020-09-24 19:00:08
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:在大气中不同应力条件下对F690钢进行高频疲劳试验和基于直流电压降的疲劳裂纹扩展速率试验,结合断口分析,对比研究了应力幅和应力比对F690钢疲劳性能和裂纹萌生、扩展的影响。结果表明:F690钢在应力比为-1,0.1,0.2,0.3时的条件疲劳极限分别约为313,264,250,246 MPa,条件疲劳极限随应力比的增大而减小;F690钢中的疲劳裂纹以条带机制扩展,断裂方...[查看更多]
2020-09-24 19:00:07
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:激光增材制造是一种较理想的高效率、高柔性的先进制造技术。在激光增材制造过程中,材料经历循环往复的骤热骤冷过程。这种骤热骤冷的加工方式会使金属零部件产生严重的残余应力,导致难以预测的变形问题,这已成为制约该技术发展和应用的瓶颈。从形成机制、检测方法、影响因素和数值模拟方面综述了激光增材制造金属零部件变形的研究现状,重点介绍了激光功...[查看更多]
2020-09-24 19:00:04
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第9期
摘要:橡胶是重要的机械工程材料。橡胶密封材料在机械设备中起到关键作用,其老化失效常会造成产品报废,甚至带来巨大损失。因此,橡胶密封材料的老化研究受到关注。综述了橡胶密封材料的老化研究,包括老化行为、老化机理、应力和化学介质对老化的影响、寿命评价指标和预测方法、老化检测技术等。对橡胶密封材料老化研究中存在的问题进行了分析,提出今后的研究...[查看更多]
2020-08-20 14:44:45
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:某批次07Cr18Ni11Nb不锈钢在穿孔过程中出现分层。采用宏观及微观检查、化学成分分析、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法,对其穿孔分层的原因进行了分析。结果表明:该不锈钢坯料中沿轴向分布的链状和棒状初生Nb(C,N)偏析相和穿孔过程中的非均匀变形是导致分层的主要原因;穿孔过程中,初生Nb(C,N)相与奥氏体基体变形不协调,在界面处产生应力集中...[查看更多]
2020-08-20 14:44:45
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:某重型汽车51CrMnVA钢板弹簧(板簧)预压后在冬天放置时发生断裂,通过断口分析、显微组织观察、力学性能测试、与正常服役后失效板簧进行对比等方法对其早期断裂原因进行了分析。结果表明:由于回火温度偏低,该板簧强度和硬度偏高,韧性偏低,加之钢中可扩散氢含量和预压变形应变速率过高,板簧在低温下发生脆性断裂;降低钢中可扩散氢含量,提高回火温度...[查看更多]
2020-08-20 14:44:45
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:某汽车用60Si2Mn钢前稳定杆在台架耐久试验中发生疲劳断裂,采用宏观形貌观察、化学成分分析、硬度测试及金相检验等方法对其失效原因进行了分析;提出了2种优化方案,并对优化后的前稳定杆进行了应力分析、疲劳寿命测试、台架耐久试验、主观驾评和道路可靠性试验。结果表明:左右限位环间形状发生反向变化导致该前稳定杆线刚度增加,疲劳寿命受损,在交变应...[查看更多]
2020-08-20 14:44:44
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:某油田直线电机抽油机导向轮轴发生断裂,采用宏观检查、无损检测、化学成分分析、金相检验、扫描电镜、拉伸试验及冲击试验等方法对该导向轮轴的失效原因进行了分析。结果表明:该失效轮轴材料中存在脆性较大的魏氏体和马氏体组织,其与腹板焊接处受焊接热应力影响极易萌生裂纹,在抽油机往复运动产生的交变载荷作用下,裂纹不断扩展最终导致疲劳断裂;建议...[查看更多]
2020-08-20 14:44:44
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:定义了不同尺寸的椭圆形微孔洞缺陷并引入到校准后的SiC陶瓷离散元模型中,采用单轴压缩仿真方法研究了微孔洞倾角、长径比和面积对SiC陶瓷压缩性能的影响。结果表明:微孔洞的存在降低了试样的抗压强度和弹性模量,提高了泊松比。在较小的倾角下,微孔洞长径比越大,试样的抗压强度和弹性模量越小,泊松比越高;随着倾角的增大,长径比对抗压强度、弹性模量...[查看更多]
2020-08-20 14:44:43
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:基于改进的Liu-Murakami本构模型,结合有限元方法,对理想工况下蒸汽转化炉热壁集气管进行了蠕变损伤分析。结果表明:改进的Liu-Murakami模型能够较为准确地预测不同应力水平下集气管的单轴蠕变曲线;理想条件下,集气管在服役初始阶段的最大Mises应力和最大主应力出现在猪尾管和集气管交界处;服役过程中,集气管发生应力再分布,最大Mises应力和最大主应...[查看更多]
2020-08-20 14:44:43
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:对采用实际控轧控冷工艺生产的20CrMnTi齿轮钢棒材不同位置的组织与硬度进行研究;对该棒材的控轧控冷过程进行有限元模拟,得到轧制及冷却过程中棒材温度与等效应变分布,提出控轧控冷工艺优化措施,并进行了试验验证。结果表明:在实际控轧控冷工艺下,棒材表面与1/2半径处的显微组织均为铁素体与珠光体,心部组织为铁素体、珠光体及大量贝氏体,心部硬度...[查看更多]
2020-08-20 14:44:43
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:基于ZSGH4169合金的蠕变试验数据,采用16参数的θ-映射法模型对蠕变曲线进行分析,获得本构方程参数,并以净截面应力作为参考标准,对不同缺口试样的蠕变行为及应力松弛现象进行了模拟分析。结果表明:θ-映射法模型通过获得的参数能够较为准确地描述ZSGH4169合金的蠕变行为;应力集中程度越高,试样缺口根部的蠕变变形越明显,应力松弛程度越高;应力集中...[查看更多]
2020-08-20 14:44:42
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:对Fe-C-Mn-Ni-X(X为铬、钒等元素)奥氏体合金钢锻材进行固溶和时效处理,研究了时效温度(650,700,750 ℃)和时效时间(0~25 h)对合金钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:固溶态和时效态合金钢显微组织形态相差不大,时效处理后,合金钢中析出大量与奥氏体基体呈共格或半共格位向关系的纳米VC相;固溶态合金钢表现出很强的时效硬化能力,随时效温...[查看更多]
2020-08-20 14:44:42
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:开发了一种550 MPa级高强度高延性汽车方管用钢,研究了其热轧带钢及方管平面、圆角、焊缝处的显微组织及力学性能。结果表明:热轧带钢的显微组织由均匀细小的铁素体与少量珠光体组成,基体中析出较多尺寸在1~110 nm的(Nb,Ti)C相;方管平面与圆角部位显微组织与热轧态的基本相同;制管后钢中位错密度增加,晶界及第二相处发生位错塞积,圆角部位形成了位...[查看更多]
2020-08-20 14:44:41
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:通过经验公式和斜Y型坡口焊接裂纹试验研究了50 mm厚EH36-Z35海洋工程用钢在低温环境中的焊接冷裂纹敏感性。结果表明:由经验公式计算得出试验钢具有一定的焊接冷裂纹敏感性,且焊前预热温度在114 ℃时才能保证结构的安全性;由斜Y型坡口焊接裂纹试验得到15 ℃环境中焊前预热温度应高于125 ℃,5 ℃环境中焊前预热温度应高于150 ℃,试验结果与经验公式计算...[查看更多]
2020-08-20 14:44:41
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:在不同温度(150 ℃、室温、-70 ℃)、不同应力比(0.1,0.5)下对7055-T76511铝合金型材进行了裂纹扩展速率试验,研究了温度和应力比对其裂纹扩展速率和门槛值的影响。结果表明:随着温度的降低和应力比的减小,7055-T76511铝合金裂纹扩展门槛值逐渐增大,裂纹扩展速率逐渐降低;-70 ℃下合金断裂时对应的裂纹扩展速率较小,且裂纹扩展门槛值较大,抗裂纹...[查看更多]
2020-08-20 14:44:41
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:对不同碳含量的4Cr5Mo2V钢进行淬火+回火热处理,研究了碳含量(0.35%,0.47%,0.71%,质量分数)对其显微组织、碳化物演变规律和热稳定性的影响。结果表明:在1 030 ℃淬火后,碳质量分数为0.35%的试验钢中无碳化物,碳质量分数为0.47%,0.71%的试验钢中存在颗粒状富钒MC型碳化物;淬火+回火处理后,试验钢中均析出M23C6碳化物,随碳含量增加,M23C6碳化物...[查看更多]
2020-08-20 14:44:40
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:对(TiB+La2O3)/IMI834钛基复合材料进行超塑性变形,研究了不同温度(850,900,950,1 000 ℃)和初始应变速率(0.000 5,0.001 0,0.005 0 s-1)对其超塑性变形行为及显微组织的影响。结果表明:该复合材料由α-Ti、TiB、La2O3相及弥散分布的(TiZr)xSi颗粒组成;复合材料具有较好的超塑性,在900 ℃、0.001 0 s-1条件下,断后伸长率最大,为505%;复...[查看更多]
2020-08-20 14:44:39
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:采用真空电弧炉熔炼不同成分的Ti-Mo、Ti-Nb系合金,研究了铝、铁、锡、铌、钼等元素对淬火态和退火态合金物相组成的影响。结果表明:随钼含量增加,退火态Ti-Mo合金中α相含量减少,β相含量增加,淬火态Ti-Mo合金中依次形成α'、α″和βM相;铝和锡元素使淬火态Ti-12Mo和Ti-33Nb合金中α″相增加,为α稳定剂;在退火态Ti-12Mo和Ti-33Nb合金中,锡能够抑...[查看更多]
2020-08-20 14:44:39
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:对SP-700钛合金热轧板进行扩散连接试验,研究了扩散连接温度(720,750,780,810,840 ℃)和时间(5,15,30,45 min)对合金板连接界面形貌及结合强度的影响。结果表明:随扩散连接温度的升高和时间的延长,合金未结合区域减少直至消失,界面结合强度增加;温度越高,界面完全结合所需时间越短,在温度高于750 ℃下扩散连接30 min时,界面基本实现完全...[查看更多]
2020-08-20 14:44:38
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:通过对比服役不同时间后HP40Nb炉管轴向截面不同位置与外表面打磨至一定深度处的组织和硬度变化,分析利用复膜金相技术与现场硬度测试来评估在役炉管损伤的可行性。结果表明:在高温下服役较长时间后,炉管轴向截面不同位置的组织,尤其是碳化物形貌差异较明显,甚至会因超温而出现孔洞,导致炉管发生早期失效;服役炉管轴向截面不同位置处的硬度差异较大,...[查看更多]
2020-08-20 14:44:37
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:在不同温度(700,730,800,900,1 000,1 100,1 200 ℃)下对低层错能Fe-29.8Mn-5.0Si-1.7Al合金钢冷轧板进行退火处理,研究了原始奥氏体晶粒尺寸对其准静态力学性能和变形过程中相变行为的影响规律。结果表明:随退火温度(高于730 ℃)升高,合金钢发生明显静态再结晶,晶粒尺寸增加,组织均为单一奥氏体;再结晶退火合金钢在拉伸变形过程中均发生ε...[查看更多]
2020-08-20 14:44:36
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:对直写打印柔性电子银导线进行热烧结处理,通过自主搭建的柔性电子力学可靠性测试平台,研究了不同烧结温度(120,140,160,180,200 ℃)和时间(2,4,6,8,10 h)对打印银导线导电性、延展性和耐弯曲疲劳性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高和烧结时间的延长,银导线的导电性先提高后逐渐趋于稳定,延展性亦得到提升,但弯曲疲劳寿命明显下降;...[查看更多]
2020-08-20 14:44:35
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第8期
摘要:激光选区熔化技术是在精密复杂零部件制备方面应用较广的激光增材制造技术之一,可实现复杂零件的近净成形。从成形工艺参数和固溶时效处理两方面,对现阶段激光选区熔化成形TC4合金显微组织及力学性能控制的研究进展进行了综述,并对其后续发展方向进行了展望。[查看更多]
2020-07-23 15:34:49
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第7期
摘要:某变电站并联电抗器500 kV侧电容式电压互感器(CVT)附件L型接线板在台风中突然断裂,通过宏观形貌观察、化学成分分析、力学性能测试、显微组织观察、有限元模拟等方法对其断裂原因进行了分析。结果表明:该L型接线板的断裂性质为脆性断裂。接线板显微组织中存在的尺寸较大的长片状或板条状共晶硅和AlFeSi第二相是其断裂的主要原因,而结构设计不合理是其...[查看更多]
2020-07-23 15:34:49
《机械工程材料》/ 2020年第44卷/ 第7期
摘要:研究了580DP与700DP热轧双相钢的拉伸性能、扩孔性能和成形极限曲线,并与QStE550TM热轧微合金高强钢的进行对比;采用成形极限经验公式和MK模型对成形极限曲线进行预测,并与试验结果进行对比;对热轧双相钢的成形极限曲线最低点的主应变进行拟合,进而对成形极限经验公式进行修正。结果表明:与QStE550TM钢相比,580DP与700DP钢的断后伸长率和加工硬化指数...[查看更多]
 
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