航空GH2036合金硬度热处理优化及疲劳性能DIC分析

作者： 褚玉龙   张长田   潘雪纯   季春明   陈亚军   来源： 中国测试 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： GH2036   数字图像相关技术   显微硬度   热处理   疲劳寿命  

描述： 为探究热处理工艺参数对GH2036合金硬度及疲劳性能的影响,基于四因素三水平正交热处理实验,对GH2036铁基高温合金的硬度性能进行优化,并分析热处理后的显微组织;同时利用疲劳实验与DIC(digital image correlation)非接触全场应变测量相结合的方法,利用Y方向应变-疲劳寿命比的云图,直观地分析热处理后GH2036合金疲劳失效过程。结果表明:固溶温度对合金硬度性能的影响最大,其次是固溶时间、时效时间、时效温度,极差分析所得的最优热处理工艺为960℃/60 min+水冷+560℃/2 h;正交试验中最高显微维氏硬度(HV305.34)较未处理试样(HV260.41)提高17.3%;热处理后金相组织基体为奥氏体,增强相为第二相碳化物,显微硬度值随着奥氏体中的第二相碳化物含量的增加而升高;热处理后平均疲劳寿命(942 372次循环)较未处理试样(450 800次循环)提高109%,疲劳性能明显优化。

航空GH2036合金硬度热处理优化及疲劳性能DIC分析

作者： 褚玉龙   张长田   潘雪纯   季春明   陈亚军   来源： 中国测试 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： GH2036   数字图像相关技术   显微硬度   热处理   疲劳寿命  

描述： 为探究热处理工艺参数对GH2036合金硬度及疲劳性能的影响,基于四因素三水平正交热处理实验,对GH2036铁基高温合金的硬度性能进行优化,并分析热处理后的显微组织;同时利用疲劳实验与DIC(digital image correlation)非接触全场应变测量相结合的方法,利用Y方向应变-疲劳寿命比的云图,直观地分析热处理后GH2036合金疲劳失效过程。结果表明:固溶温度对合金硬度性能的影响最大,其次是固溶时间、时效时间、时效温度,极差分析所得的最优热处理工艺为960℃/60 min+水冷+560℃/2 h;正交试验中最高显微维氏硬度(HV305.34)较未处理试样(HV260.41)提高17.3%;热处理后金相组织基体为奥氏体,增强相为第二相碳化物,显微硬度值随着奥氏体中的第二相碳化物含量的增加而升高;热处理后平均疲劳寿命(942 372次循环)较未处理试样(450 800次循环)提高109%,疲劳性能明显优化。

航空用GH2036合金的VIC-3D静载分析和冲击性能优化

作者： 陈亚军   季春明   吴幸星   洪建国   来源： 热加工工艺 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： VIC   3D技术   GH2036合金   热处理   冲击性能  

描述： 使用VIC-3D技术测量了航空用GH2036合金静态拉伸二维应变及应力场,研究了其拉伸性能。基于四因素三水平正交试验方案进行了热处理工艺优化,利用蔡司显微镜对金相组织进行了观察,并研究了热处理工艺对该合金冲击性能的影响。利用应变-时间云图分析了应变场的变化。结果表明,时效时间对合金冲击性能影响最大,其次是固溶温度、时效温度、固溶时间,优化的热处理方案为920℃/45 min+520℃/3 h,在该热处理制度下,GH2036合金的冲击吸收功(181 J)较未热处理试样(95 J)提高90.5%;该合金热处理后的金相组织基体为奥氏体,且晶内和晶界处存在第二相,热处理优化工艺能够使晶粒细化和第二相强化效果实现最佳匹配。

航空用GH2036合金的VIC-3D静载分析和冲击性能优化

作者： 陈亚军   季春明   吴幸星   洪建国   来源： 热加工工艺 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： VIC   3D技术   GH2036合金   热处理   冲击性能  

描述： 使用VIC-3D技术测量了航空用GH2036合金静态拉伸二维应变及应力场,研究了其拉伸性能。基于四因素三水平正交试验方案进行了热处理工艺优化,利用蔡司显微镜对金相组织进行了观察,并研究了热处理工艺对该合金冲击性能的影响。利用应变-时间云图分析了应变场的变化。结果表明,时效时间对合金冲击性能影响最大,其次是固溶温度、时效温度、固溶时间,优化的热处理方案为920℃/45 min+520℃/3 h,在该热处理制度下,GH2036合金的冲击吸收功(181 J)较未热处理试样(95 J)提高90.5%;该合金热处理后的金相组织基体为奥氏体,且晶内和晶界处存在第二相,热处理优化工艺能够使晶粒细化和第二相强化效果实现最佳匹配。

航空TC4钛合金高温力学性能

作者： 王付胜   王艾伦   陈亚军   周姝   来源： 热加工工艺 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 微观形貌   断裂机理   TC4钛合金   高温拉伸  

描述： 在温度200~1000℃、应变速率0.1~4 mm/min条件下对航空TC4钛合金进行高温拉伸试验,研究了拉伸温度和应变速率对钛合金力学性能的影响。采用金相显微镜和SEM进行微观组织及形貌观察、使用显微硬度计进行硬度测试,并用XRD进行物相分析。结果表明:随拉伸温度的升高,该合金的屈服强度和抗拉强度线性降低;伸长率先升高后降低;高温断口呈现蛇形滑移微观形貌,白色絮状物为钛的氧化物;硬度呈折线性变化趋势。随拉伸速率的增大,屈服强度和抗拉强度增大,伸长率先增大后减小。

2A12航空铝合金多轴疲劳试验及应力准则寿命预测模型研究

作者： 陈亚军   刘波   刘辰辰   周剑   来源： 中国机械工程 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   2A12铝合金   应力准则   寿命预测   模型修正  

描述： 针对多轴疲劳失效问题,选取2A12航空铝合金进行应力幅比变量、相位差变量和平均应力变量的多轴疲劳试验。对常用的3种多轴疲劳应力准则寿命预测模型(即Lee准则、Carpinteri准则和Sines准则)进行讨论,并通过引入应力幅比参量和相位差参量,提出基于Carpinteri准则的修正模型。将不同条件下2A12航空铝合金的试验寿命与不同应力准则下模型的预测寿命进行比较,结果表明:Lee准则对上述多轴疲劳试验的预测结果过于危险;Carpinteri准则和Sines准则由于未考虑拉-扭应力幅比和相位差因素,预测寿命与实际寿命相比均出现了较大偏差;修正后的应力准则寿命预测模型在不同条件下90%的寿命预测数据在两倍误差带内。

预腐蚀和交替腐蚀作用下航空铝合金多轴疲劳行为及寿命预测

作者： 陈亚军   刘辰辰   王付胜   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   寿命预测   预腐蚀   交替腐蚀   铝合金  

描述： 飞机在腐蚀环境下服役时,损伤形式为地面腐蚀与空中疲劳交替过程。依据该工况特点,研究了预腐蚀和交替腐蚀作用对2024-T4和7075-T651两种航空铝合金多轴疲劳行为的影响规律。结果表明:等效应力恒定时,随着预腐蚀时间增加,试样表面蚀坑数量和密度增加,腐蚀影响权重增大,2种铝合金多轴疲劳寿命均降低;交替腐蚀-多轴疲劳试验中,单位加载周次恒定时,单位腐蚀时间增加导致多轴疲劳寿命下降,试验过程中随着交替级数的增加,试样表面腐蚀程度加剧;基于Miner模型和预腐蚀疲劳寿命数据,提出修正的损伤累积模型,进行交替腐蚀-多轴疲劳寿命预测,寿命预测值基本位于2倍分散带内。

2A12航空铝合金多轴疲劳试验及应力准则寿命预测模型研究

作者： 陈亚军   刘波   刘辰辰   周剑   来源： 中国机械工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   2A12铝合金   应力准则   寿命预测   模型修正  

描述： 针对多轴疲劳失效问题,选取2A12航空铝合金进行应力幅比变量、相位差变量和平均应力变量的多轴疲劳试验。对常用的3种多轴疲劳应力准则寿命预测模型(即Lee准则、Carpinteri准则和Sines准则)进行讨论,并通过引入应力幅比参量和相位差参量,提出基于Carpinteri准则的修正模型。将不同条件下2A12航空铝合金的试验寿命与不同应力准则下模型的预测寿命进行比较,结果表明:Lee准则对上述多轴疲劳试验的预测结果过于危险;Carpinteri准则和Sines准则由于未考虑拉-扭应力幅比和相位差因素,预测寿命与实际寿命相比均出现了较大偏差;修正后的应力准则寿命预测模型在不同条件下90%的寿命预测数据在两倍误差带内。

航空紧固件铝涂层标准对比与分析

作者： 范静婷   王付胜   陈亚军   何鹏   来源： 理化检验(物理分册) 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 铝涂层   标准对比   航空紧固件  

描述： 对美国航空航天协会编制的NAS 4006:2014,美国Hi Shear公司的Hi-Shear 294:2008,波音公司的BMS 10-85R:2004,欧洲航天和国防工业协会编制的DS/EN 4473:2010这4个行业应用广泛的铝涂层检测标准进行比较。结果表明:NAS 4006:2014与DS/EN 4473:2010适用范围较广,Hi-Shear 294:2008与BMS 10-85R:2004对铝涂层种类进行了明确与细化,具有较强的针对性。4个标准分别侧重了一些不同的项目,例如BMS 10-85R:2004对铝涂层在脆性、安装力方面评价十分细致,Hi-Shear 294:2008对铝涂层的耐腐蚀性能要求最为严苛。BMS 10-85R:2004充分考虑了飞机紧固件系统中不同类型铝涂层其测试项目与方法的差异性,DS/EN 4473:2010虽有从成分层面对铝涂层进行分类,但没有根据涂层工况的差异性配合不同的检测方法。

7075航空铝合金原位腐蚀-多轴疲劳行为分析

作者： 刘辰辰   陈亚军   李柯   王川   来源： 中国机械工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   原位腐蚀   寿命预测   7075铝合金   失效机理  

描述： 针对沿海地区飞机服役过程中的疲劳失效问题,利用自行开发的腐蚀装置对7075铝合金进行未腐蚀和3.5%NaCl盐雾原位腐蚀条件下,等效应力分别为200 MPa、250 MPa和300 MPa时的多轴疲劳试验。结合循环曲线和断口形貌对未腐蚀和原位腐蚀条件下的多轴疲劳失效机理进行对比分析,并提出改进的Manson-Coffin-Basquin(MCB)准则进行寿命预测。结果表明,随着等效应力的增大,7075铝合金未腐蚀和原位腐蚀条件下多轴疲劳寿命均下降;等效应力相同时,相对于未腐蚀试样,原位腐蚀试样的多轴疲劳寿命显著缩短,轴向和扭向滞回线的面积均不同程度增大;200 MPa等效应力条件下,试样多轴疲劳寿命在未腐蚀条件下为99 675周次,原位腐蚀条件下下降至55 284周次;未腐蚀和原位腐蚀条件下,裂纹源均出现在外表面,原位腐蚀试样扩展区有盐粒出现;修正的MCB准则引入加载条件和环境因素,得到了良好的预测效果,寿命预测值均位于两倍分散带内。