钛合金螺栓断裂原因分析 被引量：12

1

作者 庞小超 白明远 《失效分析与预防》 2011年第3期182-185,198,共5页

某型飞机在完成飞行科目后,在对其进行例行检查时,发现钛合金连接螺栓断裂。通过对螺栓断口宏微观观察、力学性能测试、装配生产流程分析等方法,确定了螺栓断裂性质和原因。结果表明:螺栓断裂性质为疲劳断裂;单耳与螺栓呈一定角度和单... 某型飞机在完成飞行科目后,在对其进行例行检查时,发现钛合金连接螺栓断裂。通过对螺栓断口宏微观观察、力学性能测试、装配生产流程分析等方法,确定了螺栓断裂性质和原因。结果表明:螺栓断裂性质为疲劳断裂;单耳与螺栓呈一定角度和单耳的孔边没有倒角,加剧了螺栓光杆部位的磨损,破坏了螺栓表面完整性是导致螺栓断裂的原因;通过增加单耳孔边的倒角和增加轴衬套,可解决这一问题。 展开更多

关键词 钛合金 螺栓 疲劳 磨损

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高强度钛合金螺栓断裂失效分析 被引量：4

2

作者 朱铭德 沈一诺 《理化检验（物理分册）》 CAS 2008年第8期446-450,共5页

规格为M4×30 mm高强度钛合金螺栓在正常预紧装配后自行断裂。采用金相检验、扫描电镜断口分析、二次离子质谱分析和螺栓的受力分析等方法对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明,螺栓断裂的性质为低应力脆性断裂,断裂机理为氢致延... 规格为M4×30 mm高强度钛合金螺栓在正常预紧装配后自行断裂。采用金相检验、扫描电镜断口分析、二次离子质谱分析和螺栓的受力分析等方法对螺栓断裂的原因进行了分析。结果表明,螺栓断裂的性质为低应力脆性断裂,断裂机理为氢致延迟断裂,导致螺栓氢致延迟断裂的原因主要与该批棒材原始氢含量过高有关。 展开更多

关键词 钛合金 螺栓 氢脆 失效分析

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钛合金螺栓与自锁螺母咬死故障原因分析 被引量：4

3

作者 李东东 谷胜民 +3 位作者 刘涛 韩露 李阿妮 马瑞忠 《失效分析与预防》 2012年第4期235-239,共5页

某型号用TB3钛合金螺栓与TB3钛合金自锁螺母在拆卸过程中发现相互咬死,取故障批螺栓与故障批自锁螺母进行重复装配试验,均发生咬死故障。通过对故障影响因素排查与验证试验,对故障螺栓进行了形貌观察及金相分析,并对比研究了3种不同工... 某型号用TB3钛合金螺栓与TB3钛合金自锁螺母在拆卸过程中发现相互咬死,取故障批螺栓与故障批自锁螺母进行重复装配试验,均发生咬死故障。通过对故障影响因素排查与验证试验,对故障螺栓进行了形貌观察及金相分析,并对比研究了3种不同工艺生产的螺栓。结果表明:螺栓涂覆MoS2之前缺失喷砂处理,使螺栓基体表面MoS2涂层的厚度减小、附着力显著降低,从而严重降低了MoS2涂层的润滑作用,导致螺栓螺齿基体与螺母螺齿基体裸露并发生粘着磨损,致使螺齿发生塑性变形,出现咬死故障。 展开更多

关键词 钛合金螺栓 咬死 喷砂 MoS2涂层 附着力

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航空工业钛合金紧固件失效分析研究进展 被引量：3

4

作者 于建政 宁广西 +1 位作者 林忠亮 张晓斌 《材料导报（纳米与新材料专辑）》 EI 2013年第1期256-258,264,共4页

分析了航空工业钛合金紧固件的受力条件,综述了国内外学者关于钛合金紧固件失效形式及影响因素的相关研究,详细介绍了氢含量、加工过程、热处理、金属头部流线、装配过程等影响因素,总结出在生产制造过程与装配过程中,进一步提高钛合金... 分析了航空工业钛合金紧固件的受力条件,综述了国内外学者关于钛合金紧固件失效形式及影响因素的相关研究,详细介绍了氢含量、加工过程、热处理、金属头部流线、装配过程等影响因素,总结出在生产制造过程与装配过程中,进一步提高钛合金紧固件使用性能的工艺手段与措施。 展开更多

关键词 紧固件 钛合金 螺栓

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钛合金高锁螺栓断裂原因分析 被引量：3

5

作者 何军 王浩宇 +3 位作者 王大为 丁亚红 李国庆 朱苓 《理化检验（物理分册）》 CAS 2020年第8期66-69,共4页

某飞机用钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂。通过宏观分析、微观分析、金相检验、力学性能复查和装配现场调查等方法对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该钛合金高锁螺栓为单边弯曲应力造成的过载断裂,与螺栓制造质量无关。螺栓... 某飞机用钛合金高锁螺栓在装配过程中发生断裂。通过宏观分析、微观分析、金相检验、力学性能复查和装配现场调查等方法对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该钛合金高锁螺栓为单边弯曲应力造成的过载断裂,与螺栓制造质量无关。螺栓装配区域操作空间狭小,安装时扳手的转动平面易发生倾转,从而在螺栓上形成弯曲应力,建议改进装配工具。 展开更多

关键词 钛合金 高锁螺栓 过载断裂 装配应力

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一种钛合金螺栓头部镦锻裂纹的失效分析 被引量：2

6

作者 姚罡 李伟强 庄宝潼 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期128-132,共5页

某型6 mm航空用Ti6Al4V型沉头螺栓在测试抗拉强度时出现了大量螺栓头部穿孔断裂破坏的情况,螺栓抗拉强度平均下降了3%~5%。采用SEM、EDS、OEM等手段对穿孔破坏零件断裂部位的宏微观断口、金相组织及化学成分进行了分析,发现螺栓头部端... 某型6 mm航空用Ti6Al4V型沉头螺栓在测试抗拉强度时出现了大量螺栓头部穿孔断裂破坏的情况,螺栓抗拉强度平均下降了3%~5%。采用SEM、EDS、OEM等手段对穿孔破坏零件断裂部位的宏微观断口、金相组织及化学成分进行了分析,发现螺栓头部端面存在微裂纹。结果表明,由于原材料切断装置间隙过大,导致原材料在切断过程中切口出现毛刺,在镦锻过程中毛刺埋入头部端面而形成微裂纹,最终导致螺栓头部强度降低。通过调整原材料切断装置间隙,螺栓头部的微裂纹可以明显缩短或消除。此外,也可以适当提高头部成形高度,通过车削加工消除端面裂纹,最终达到使用要求。 展开更多

关键词 TI6AL4V合金 钛合金螺栓 镦锻 裂纹 断口分析 抗拉强度

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根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效研究

7

作者 刘婧颖 李浩楠 +4 位作者 徐昊 杨知硕 林忠亮 王洪飞 白清顺 《机械制造与自动化》 2023年第6期15-17,44,共4页

为研究根部圆角滚压强化处理后高精度螺栓的疲劳失效特征,开展根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效断口的检测与研究。分析螺栓根部圆角滚压强化工艺的特点;对比螺栓滚压表面处理工艺对螺栓疲劳断裂的影响,对高精度螺栓疲劳试... 为研究根部圆角滚压强化处理后高精度螺栓的疲劳失效特征,开展根部圆角滚压强化的高精度钛合金螺栓疲劳失效断口的检测与研究。分析螺栓根部圆角滚压强化工艺的特点;对比螺栓滚压表面处理工艺对螺栓疲劳断裂的影响,对高精度螺栓疲劳试验后的外观和断口进行宏观形貌和微观显微特征研究;探讨涂铝钛合金螺栓的裂纹源特征。研究结果表明:根部圆角滚压螺栓的疲劳断裂断口呈现显著的韧性断裂特征;涂铝、喷丸或抛光处理能够增强其断口的等轴韧窝特征,证实了以韧性断裂为主的断裂机理,同时研究发现了铝涂层的界面剥离特征。 展开更多

关键词 滚压强化 钛合金螺栓 根部圆角 断口形貌 检测

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未置氢及置氢TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形及其成形后的显微组织与显微维氏硬度

8

作者 张小雪 宗胜杰 +1 位作者 马志远 袁宝国 《精密成形工程》 北大核心 2023年第10期136-142,共7页

目的解决TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形困难的难题。方法利用置氢处理改善TC21钛合金的冷镦成形性能,利用电子万能材料试验机对未置氢和置氢TC21钛合金六角头螺栓进行冷镦成形,利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜和显微维氏... 目的解决TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形困难的难题。方法利用置氢处理改善TC21钛合金的冷镦成形性能,利用电子万能材料试验机对未置氢和置氢TC21钛合金六角头螺栓进行冷镦成形,利用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜和显微维氏硬度计等设备对未置氢和置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度进行分析。结果在冷镦成形过程中,置氢TC21钛合金六角头螺栓未出现缺陷,而未置氢TC21钛合金六角头螺栓则出现了裂纹。未置氢和置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的头部均呈现出“一字双岔状变形带”,在未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓头部变形带的分岔处出现了裂纹。与未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓相比,置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织发生了显著变化。在置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓中,α相和β相的光学对比度与未置氢合金的相反,α相含量减少,β相含量增加,β相成为合金的主要相,并发现了较多的位错。置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度均低于未置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度。结论置氢处理有利于TC21钛合金六角头螺栓的冷镦成形。 展开更多

关键词 钛合金 六角头螺栓 冷镦 显微组织 显微维氏硬度

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某型飞机复合材料壁板穿孔的结构修理研究

9

作者 王博 赵东平 +3 位作者 李锋 李荣 王飞 褚昱博 《西安航空学院学报》 2020年第5期13-17,79,共6页

针对某型飞机复合材料壁板出现穿孔损伤的问题,为恢复该类壁板的强度,采用螺接外补强板法,计算出补强板和垫板的尺寸、螺栓的数目以及螺栓的排布形式,建立壁板穿孔修理的三维模型。利用有限元软件模拟分析飞机飞行时壁板的受力情况,得... 针对某型飞机复合材料壁板出现穿孔损伤的问题,为恢复该类壁板的强度,采用螺接外补强板法,计算出补强板和垫板的尺寸、螺栓的数目以及螺栓的排布形式,建立壁板穿孔修理的三维模型。利用有限元软件模拟分析飞机飞行时壁板的受力情况,得到修复后壁板的位移、应变以及螺栓所受应力的情况。研究表明,采用螺接外补强板法对复合材料壁板穿孔进行修理,可以很好的恢复壁板穿孔处的强度,可为同类飞机构件的修理提供工程参考。 展开更多

关键词 飞机结构修理 复合材料壁板 钛合金 螺栓 有限元分析

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固溶、时效温度对TC4钛合金螺栓显微组织与剪切强度的影响 被引量：6

10

作者 孙虹烨 齐跃 +4 位作者 余传魁 刘彤 任诗章 马轲 马叙 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期126-130,共5页

采用扫描电镜与材料试验机研究固溶温度、时效温度对TC4钛合金微观组织与剪切强度的影响。结果表明,对于以TC4钛合金为材料的航空螺栓,比较其头部中心、边缘,及其R处、心部等不同位置的显微组织,发现由于头部边缘比中心冷却速度更快,β... 采用扫描电镜与材料试验机研究固溶温度、时效温度对TC4钛合金微观组织与剪切强度的影响。结果表明,对于以TC4钛合金为材料的航空螺栓,比较其头部中心、边缘,及其R处、心部等不同位置的显微组织,发现由于头部边缘比中心冷却速度更快,β相转变的次生α相含量更高,晶粒聚集长大更明显。在β单相区的固溶温度下,螺栓心部等内部区域则分布着纵横交错的马氏体,弥散强化效果较好。在800~1020℃的固溶温度范围内,剪切强度基本随固溶温度的升高而增加;而固溶温度为1020℃时,剪切强度随时效温度的升高先升高后降低,1020℃固溶+538℃时效后TC4钛合金的剪切强度最高。 展开更多

关键词 固溶温度 时效温度 TC4钛合金 螺栓 显微组织 剪切强度

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有限元模拟TC16合金镦制六角螺栓的头部变形行为 被引量：4

11

作者 胡明 董利民 +4 位作者 张志强 巴宏波 王海忠 沙玉辉 杨锐 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期61-66,共6页

为研究TC16钛合金镦制六角头螺栓的变形行为,采用MSC.Marc有限元模拟软件,模拟了不同变形条件下TC16钛合金丝材镦制六角头螺栓时的头部变形行为。研究结果表明,摩擦系数对变形程度分布和变形温度分布的影响较大;变形初始温度对变形程度... 为研究TC16钛合金镦制六角头螺栓的变形行为,采用MSC.Marc有限元模拟软件,模拟了不同变形条件下TC16钛合金丝材镦制六角头螺栓时的头部变形行为。研究结果表明,摩擦系数对变形程度分布和变形温度分布的影响较大;变形初始温度对变形程度分布的影响较小,但对因材料变形导致的热温升影响较大。摩擦系数较小,容易充型不满,摩擦系数较大,容易产生飞边。摩擦系数为0.1时,有利于六角头的成型,得到的产品形状较好。将模拟结果与实况条件下镦制的六角头螺栓变形结果进行了对比,发现两者之间可以较好地吻合。 展开更多

关键词 TC16钛合金 镦制螺栓 有限元模拟

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氢含量对TC21钛合金六角头螺栓冷镦成形及其显微组织和显微维氏硬度的影响

12

作者 宗胜杰 马志远 袁宝国 《有色金属加工》 CAS 2024年第4期9-12,20,共5页

利用材料试验机对不同氢含量置氢TC21钛合金六角头螺栓进行了冷镦成形,利用金相显微镜和显微维氏硬度计等研究了冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度。研究发现,当氢含量为0.79wt.%时,仅在六角头螺栓头部的外表面产生裂纹。随着氢... 利用材料试验机对不同氢含量置氢TC21钛合金六角头螺栓进行了冷镦成形,利用金相显微镜和显微维氏硬度计等研究了冷镦六角头螺栓的显微组织和显微维氏硬度。研究发现,当氢含量为0.79wt.%时,仅在六角头螺栓头部的外表面产生裂纹。随着氢含量从0.79wt.%增加至0.91wt.%,六角头螺栓在冷镦成形过程中出现的裂纹逐渐增多。当氢含量为0.79wt.%、0.82wt.%和0.91wt.%时,不同氢含量置氢TC21钛合金冷镦六角头螺栓的显微组织形貌相似。β相的含量较高,α相的含量较少。随着氢含量的增加,β晶界逐渐变得模糊甚至消失,位错数量逐渐减少。随着氢含量的增加,TC21钛合金冷镦六角头螺栓各区的显微维氏硬度均呈逐渐增加的趋势。当氢含量相同时,TC21钛合金冷镦六角头螺栓4个区的显微维氏硬度变化规律相似。 展开更多

关键词 TC21钛合金 六角头螺栓 冷镦成形 显微组织 显微维氏硬度

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TB8钛合金热变形行为及热镦性能研究

13

作者 孙晓军 石大鹏 +3 位作者 柯书忠 李少龙 郑鹏辉 张亚龙 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第11期115-121,共7页

TB8钛合金是一种超高强度亚稳定β钛合金,因其具有良好的抗氧化性能、耐腐蚀性能和综合力学性能而广泛应用于航空航天领域。为研究某型机用TB8钛合金十二角螺栓的热镦成形工艺,首先利用Gleeble-1500D热模拟试验机对不同温度和应变速率下... TB8钛合金是一种超高强度亚稳定β钛合金,因其具有良好的抗氧化性能、耐腐蚀性能和综合力学性能而广泛应用于航空航天领域。为研究某型机用TB8钛合金十二角螺栓的热镦成形工艺,首先利用Gleeble-1500D热模拟试验机对不同温度和应变速率下TB8钛合金试样进行了等温压缩试验,得到其不同变形条件下的真实应力-应变曲线并分析其热变形行为。其次将试验得到的数据导入到Deform-3D有限元模拟软件中对TB8钛合金十二角螺栓热镦工艺进行有限元模拟,对热镦成形关键工艺参数建立了正交试验优化方案,通过优化得到了TB8钛合金热镦成形工艺参数,对优化后的成形过程进行了分析,分析了等效应力场分布、损伤值分布、模具应力分布等。最后根据优化得到的热镦工艺参数,结合实际生产设备设计相应模具,并进行了热镦工艺试验,试验结果表明,数值模拟结果和实际生产结果基本一致,试验得到的TB8钛合金十二角螺栓经后续机械加工后没有出现缺陷,说明文章的热镦工艺可行,可用于指导TB8钛合金十二角螺栓及其他类似零件的实际生产。 展开更多

关键词 TB8钛合金 十二角螺栓 正交试验 数值模拟 工艺试验

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TC4钛合金螺栓典型加工缺陷分析及预防 被引量：4

14

作者 许永春 郑高峰 +3 位作者 殷小健 周杰 沈鹏 董晨曦 《机电产品开发与创新》 2021年第6期131-133,共3页

TC4是使用最多的钛合金牌号,在航空航天紧固件领域,可替代相同强度等级的合金结构钢及不锈钢,在减重方面具有巨大的优势。针对TC4螺栓在镦制、热处理及滚丝过程中易产生的典型缺陷如过热、折叠、绝热剪切带及微观剪切带状组织等,本文描... TC4是使用最多的钛合金牌号,在航空航天紧固件领域,可替代相同强度等级的合金结构钢及不锈钢,在减重方面具有巨大的优势。针对TC4螺栓在镦制、热处理及滚丝过程中易产生的典型缺陷如过热、折叠、绝热剪切带及微观剪切带状组织等,本文描述了缺陷特征,分析了缺陷产生的原因,并提出了预防措施,为TC4钛合金螺栓工艺制定和优化提供参考。 展开更多

关键词 TC4钛合金 螺栓 过热 折叠 绝热剪切带 预防措施

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Ti-5553高锁螺栓螺纹强化层的显微组织与强化机理 被引量：2

15

作者 赵庆云 程思锐 +3 位作者 黄宏 刘风雷 任翀 董利民 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期203-208,共6页

采用扫描电镜和能谱分析对高强钛合金高锁螺栓螺纹滚压层的显微组织进行研究,结合力学性能试验,分析了其强化机理。拉伸试验结果显示,螺纹失效螺栓的具体失效部位不是螺纹收尾处,而是第一或第二个完整螺纹处。SEM检查结果表明,Ti-5553... 采用扫描电镜和能谱分析对高强钛合金高锁螺栓螺纹滚压层的显微组织进行研究,结合力学性能试验,分析了其强化机理。拉伸试验结果显示,螺纹失效螺栓的具体失效部位不是螺纹收尾处,而是第一或第二个完整螺纹处。SEM检查结果表明,Ti-5553高强钛合金螺栓的微观组织主要由分布在β基体中的初生α相和大量次生α相以及一定数量的晶界α相组成。螺纹滚压后的晶粒发生严重变形,强化层可分为变形层和Beilby层。能谱分析显示,Beilby层无O、C、N等杂质外来物,成分与基体相同。变形层和Beilby层,特别是Beilby层的存在,提高了轻型钛合金高锁螺栓的疲劳性能。 展开更多

关键词 高强钛合金 高锁螺栓 滚压强化 强化机理 变形层 Beilby层

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TC4钛合金高锁螺栓发生异常双剪断裂原因 被引量：1

16

作者 许永春 周杰 +3 位作者 沈鹏 孙晓军 张钦莹 朱鹏飞 《理化检验（物理分册）》 CAS 2022年第3期66-69,共4页

某TC4钛合金高锁螺栓在双剪试验过程中发生异常断裂。采用宏观观察、显微组织观察、断口分析和双剪试验,分析了该高锁螺栓发生异常双剪断裂的原因。结果表明:在该高锁螺栓的热处理过程中,其在真空炉中未被及时取出,使螺栓在炉中长时间保... 某TC4钛合金高锁螺栓在双剪试验过程中发生异常断裂。采用宏观观察、显微组织观察、断口分析和双剪试验,分析了该高锁螺栓发生异常双剪断裂的原因。结果表明:在该高锁螺栓的热处理过程中,其在真空炉中未被及时取出,使螺栓在炉中长时间保温,形成较厚的表面污染层和显微裂纹;通过分析高锁螺栓的加工工艺可知,在热处理后的精车工序中,加工余量较小,导致螺栓表面污染层未被完全去除,在双剪试验过程中受弯矩作用,显微裂纹沿着脆而硬的表面污染层快速扩展,直至螺栓断裂。 展开更多

关键词 TC4钛合金 高锁螺栓 双剪 断裂 表面污染 显微裂纹

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TC4钛合金螺栓真空渗氮组织及性能 被引量：1

17

作者 杨闯 黎阳 +1 位作者 洪流 吴玉龙 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第20期190-193,共4页

采用真空技术对TC4钛合金螺栓进行表面渗氮。运用金相显微镜、XRD、显微硬度计、磨损试验机及疲劳试验机研究了渗氮层的显微组织和性能。在相同条件下进行磨损及微动疲劳试验。结果表明,钛合金螺栓经820℃真空渗氮10 h后,渗氮层物相主要... 采用真空技术对TC4钛合金螺栓进行表面渗氮。运用金相显微镜、XRD、显微硬度计、磨损试验机及疲劳试验机研究了渗氮层的显微组织和性能。在相同条件下进行磨损及微动疲劳试验。结果表明,钛合金螺栓经820℃真空渗氮10 h后,渗氮层物相主要由Ti N、Ti2Al N和Ti3Al组成,获得了由氮化物层和氮扩散区组成的致密渗氮层。表面硬度为1100~1200 HV,与基体硬度相比,提高了近3倍,硬化层深度达60~70μm。渗氮试样磨损失重为未渗氮试样的1/3,表面磨痕细密,平均微动疲劳寿命提到了20.2%。TC4钛合金螺栓经真空渗氮后,硬度、耐磨性和微动疲劳寿命得到了明显改善。 展开更多

关键词 TC4钛合金螺栓 真空渗氮 组织 性能

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锻压工艺对新型高强度机械螺栓性能的影响 被引量：1

18

作者 安立 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第19期172-174,178,共4页

采用不同工艺参数对TA15-0.1Sr钛合金新型高强度机械螺栓进行了锻压,并进行了500℃高温拉伸试验和96h中性盐雾腐蚀试验。结果表明:在试验条件下,随始锻温度从900℃增大到975℃,终锻温度从720℃增大到780℃,或变形量从4%增大到10%时,螺... 采用不同工艺参数对TA15-0.1Sr钛合金新型高强度机械螺栓进行了锻压,并进行了500℃高温拉伸试验和96h中性盐雾腐蚀试验。结果表明:在试验条件下,随始锻温度从900℃增大到975℃,终锻温度从720℃增大到780℃,或变形量从4%增大到10%时,螺栓的高温强度先增大后减小,质量损失率先减小后增大,高温强度和耐腐蚀性能先提高后下降。螺栓的始锻温度、终锻温度和锻压变形量分别优选为950、760℃、8%。 展开更多

关键词 始锻温度 终锻温度 锻压变形量 TA15-0.1Sr钛合金 高强度螺栓 高温力学性能 耐腐蚀性能

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