铝合金厚板淬火残余应力的研究进展 被引量：21

1

作者 林高用 郑小燕 +2 位作者 冯迪 杨伟 彭大暑 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期70-74,共5页

结合作者近期的研究工作分析了铝合金厚板淬火残余应力的形成机理及分布;介绍了采用有限元技术开展铝合金厚板淬火残余应力数值模拟的研究进展;根据实验和数值模拟结果,提出了一种可较好解释铝合金厚板淬火残余应力形成机理与分布的局... 结合作者近期的研究工作分析了铝合金厚板淬火残余应力的形成机理及分布;介绍了采用有限元技术开展铝合金厚板淬火残余应力数值模拟的研究进展;根据实验和数值模拟结果,提出了一种可较好解释铝合金厚板淬火残余应力形成机理与分布的局部平衡的"应力与应变波动"模型;分析了该领域存在的主要研究困难,指出了其研究方向。 展开更多

关键词 铝合金 厚板 淬火残余应力 形成机理 数值模拟

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脉冲电流作用下40Cr钢淬火残余应力的消除 被引量：8

2

作者 王景鹏 贺笑春 +1 位作者 王宝全 郭敬东 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期41-44,共4页

研究了脉冲电流作用下40Cr钢淬火残余应力的消除．结果表明,当脉冲电流密度达到一定数值后,材料中的残余应力开始部分弛豫;当电流密度达到6．3 kA/mm^2时,残余应力可在700μs的脉冲电流处理时间内完全消除,而试样的瞬时温升仅约为360℃... 研究了脉冲电流作用下40Cr钢淬火残余应力的消除．结果表明,当脉冲电流密度达到一定数值后,材料中的残余应力开始部分弛豫;当电流密度达到6．3 kA/mm^2时,残余应力可在700μs的脉冲电流处理时间内完全消除,而试样的瞬时温升仅约为360℃．在脉冲电流作用下残余应力弛豫的主要原因,可能是电流的电致塑性效应降低了材料的屈服强度,试样在由快速加热产生的瞬时热压应力和残余应力的共同作用下发生了微量的塑性变形． 展开更多

关键词 金属材料 脉冲电流 淬火残余应力 40CR钢

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时效热处理消减2A02铝合金淬火残余应力的微观机理 被引量：7

3

作者 王岩 彭桃 张麦仓 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期65-70,共6页

将2A02铝合金进行500℃/2 h固溶淬火处理后的不同温度及时间的时效热处理,结合压痕硬度法及透射电镜精细结构分析,研究2A02铝合金时效前后的组织和相演化及与残余应力变化的关联性。结果表明,170℃时效处理时,随着时效时间的延长,2A02... 将2A02铝合金进行500℃/2 h固溶淬火处理后的不同温度及时间的时效热处理,结合压痕硬度法及透射电镜精细结构分析,研究2A02铝合金时效前后的组织和相演化及与残余应力变化的关联性。结果表明,170℃时效处理时,随着时效时间的延长,2A02铝合金表面淬火残余应力的消减效果越好,当时效时间达到16 h时,残余应力消减程度最为显著,可达原淬火残余应力的42.9%,而190℃时效热处理后淬火残余应力消减不明显。进一步的组织分析表明,170℃时效时,随着时效时间的延长,针状S'(Al2Cu Mg)相的数量增多且不断长大粗化,S'相产生的共格应力场与淬火残余应力叠加,达到消减淬火残余应力的目的;而190℃时效热处理后S'相的数量极少,使得样品表面淬火残余应力消减并不明显。 展开更多

关键词 时效热处理 淬火残余应力消减 2A02铝合金 S’(Al2Cu Mg)相

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大型铝合金框梁结构航空模锻件淬火残余应力分析 被引量：3

4

作者 王少辉 易幼平 +1 位作者 黄始全 廖国防 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期85-88,共4页

开展了新型7085铝合金材料高温拉伸试验,得到了其基本性能参数与力学模型,运用ABAQUS有限元软件对7085铝合金框梁结构航空模锻件淬火过程进行了数值仿真,研究了淬火工艺参数与方式对残余应力分布规律的影响。研究表明:框梁结构航空模锻... 开展了新型7085铝合金材料高温拉伸试验,得到了其基本性能参数与力学模型,运用ABAQUS有限元软件对7085铝合金框梁结构航空模锻件淬火过程进行了数值仿真,研究了淬火工艺参数与方式对残余应力分布规律的影响。研究表明:框梁结构航空模锻件淬火残余应力主要集中于腹板与筋板交汇处,呈现外压内拉的分布特点;淬火温度对残余应力有显著影响,提高淬火温度可有效降低残余应力;固溶温度对淬火残余应力的影响较小,对于大尺寸框梁模锻件,入水方式及转移时间对淬火残余应力的影响甚微。 展开更多

关键词 7085铝合金 框梁模锻件 淬火残余应力 有限元

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2A02合金叶片锻件淬火残余应力分析及其消减机理 被引量：1

5

作者 彭桃 张麦仓 +3 位作者 王岩 方爽 王淑云 王义胜 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期231-237,共7页

采用ANSYS数值模拟法和显微压痕法对经淬火处理的2A02铝合金叶片锻件的残余应力分布进行分析。结果表明:经过500℃、2 h固溶处理后立即常温水冷的2A02铝合金叶片表面的应力分布为:叶片表面为残余压应力,近叶头部分淬火残余应力数值最小... 采用ANSYS数值模拟法和显微压痕法对经淬火处理的2A02铝合金叶片锻件的残余应力分布进行分析。结果表明:经过500℃、2 h固溶处理后立即常温水冷的2A02铝合金叶片表面的应力分布为:叶片表面为残余压应力,近叶头部分淬火残余应力数值最小,随着到叶根部分距离的减小,淬火残余应力数值变大。还通过ANSYS数值模拟方法对2A02铝合金叶片的模压冷变形过程进行模拟以计算处理后的残余应力。叶片经过模压冷变形处理后,沿厚度方向的淬火残余应力显著降低,当压下量为厚度的2%时,残余应力的消减效果最佳。 展开更多

关键词 2A02铝合金 叶片 淬火残余应力 模压冷变形

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考虑淬火残余应力铝合金厚板中椭圆裂纹Ⅰ型强度因子计算 被引量：5

6

作者 丁华锋 朱才朝 +2 位作者 李大峰 杜雪松 刘明勇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期3320-3326,共7页

基于实验及Shiratori的有限元数据,拟合出铝合金板淬火残余应力的分布函数,用Shen-Glinka法确定椭圆裂纹的Ⅰ型应力强度因子的权函数,推导出权函数系数的表达式。在此基础上分析几种裂纹表面经典应力分布时的Ⅰ型应力强度因子,与Shirat... 基于实验及Shiratori的有限元数据,拟合出铝合金板淬火残余应力的分布函数,用Shen-Glinka法确定椭圆裂纹的Ⅰ型应力强度因子的权函数,推导出权函数系数的表达式。在此基础上分析几种裂纹表面经典应力分布时的Ⅰ型应力强度因子,与Shiratori的有限元结果吻合良好,验证所建立的权函数具有较高的精度。结合淬火残余应力分布函数,推导出椭圆裂纹在淬火残余应力场中的Ⅰ型应力强度因子,得出不同点残余应力强度因子随裂纹扩展的变化趋势不同。 展开更多

关键词 铝合金 淬火残余应力 椭圆裂纹 应力强度因子 权函数

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拉压组合法消减铝合金环形件淬火残余应力研究 被引量：1

7

作者 王并乡 易幼平 +1 位作者 崔金栋 黄始全 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期3381-3385,共5页

针对环形件淬火残余应力突出的问题,提出一种消减淬火残余应力的新方法即拉压组合法。该方法通过沿环形件内侧45°方向施加压力,同时产生拉伸和压缩的效果。利用ABAQUS有限元软件对7085铝合金环形件淬火残余应力及拉压组合法进行数... 针对环形件淬火残余应力突出的问题,提出一种消减淬火残余应力的新方法即拉压组合法。该方法通过沿环形件内侧45°方向施加压力,同时产生拉伸和压缩的效果。利用ABAQUS有限元软件对7085铝合金环形件淬火残余应力及拉压组合法进行数值仿真。进行拉压组合法消减铝合金环形件淬火残余应力工艺实验,采用环形件切口法来表征环形件应力的变化。研究结果表明:环形件淬火残余应力主要表现为集中在截面芯部区域的周向拉应力,最大值为46 MPa;当高度方向变形量为0.6%时,芯部残余应力降至10 MPa左右;随着压下量增加,芯部残余应力由拉应力变为压应力;施加0.6%变形量的环件切口由淬火时内缩2.26 mm变为张开0.34 mm,实验结果与仿真结果一致。 展开更多

关键词 环形件 淬火残余应力 拉压组合法 环件切口法

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淬火残余应力对铝合金厚板裂纹应力强度因子及扩展趋势的影响 被引量：5

8

作者 罗家元 贾二锁 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期210-214,共5页

为探究淬火残余应力对铝合金厚板疲劳裂纹扩展的影响规律,建立7075铝合金厚板表面三维裂纹数值仿真模型。采用顺序热力耦合法求解淬火残余应力场,将残余应力场作为初始载荷条件求解裂纹应力强度因子,并与无残余应力场的应力强度因子值... 为探究淬火残余应力对铝合金厚板疲劳裂纹扩展的影响规律,建立7075铝合金厚板表面三维裂纹数值仿真模型。采用顺序热力耦合法求解淬火残余应力场,将残余应力场作为初始载荷条件求解裂纹应力强度因子,并与无残余应力场的应力强度因子值进行对比,研究两种条件下应力强度因子的分布规律和两者之间的异同;通过分析在初始淬火残余应力条件下不同半径裂纹受不同均匀拉应力荷载作用时的裂纹应力强度因子随裂纹位置角的演变曲线,探究淬火残余应力对裂纹扩展趋势的影响规律。结果表明,淬火残余应力的存在改变了铝合金厚板应力强度因子的分布规律和裂纹的扩展趋势,淬火残余应力使表层附近的裂纹扩展受到遏止,裂纹易于在厚度方向优先扩展。 展开更多

关键词 淬火残余应力 铝合金 应力强度因子 裂纹扩展

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大型7050铝合金自由锻件淬火残余应力消减研究 被引量：5

9

作者 翟瑞志 尹慧 滕树满 《大型铸锻件》 2022年第4期56-58,65,共4页

基于热力学计算软件JMatPro7.0及塑性成形模拟软件DEFORM对某大型7050铝合金长条形自由锻件的固溶、淬火及冷压工艺过程进行了模拟及优化。研究结果表明:当温度大于472℃后各相溶于α-Al中形成过饱和固溶体,淬火过程中内外温度场分布差... 基于热力学计算软件JMatPro7.0及塑性成形模拟软件DEFORM对某大型7050铝合金长条形自由锻件的固溶、淬火及冷压工艺过程进行了模拟及优化。研究结果表明:当温度大于472℃后各相溶于α-Al中形成过饱和固溶体,淬火过程中内外温度场分布差异是造成残余应力的主要原因,对淬火后的自由锻件施加冷压变形可以有效消除热处理残余应力,采用3%压下量及较小的进给量可以最大程度地消除残余应力。 展开更多

关键词 7050铝合金 大型自由锻件 淬火残余应力 有限元模拟

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胀形法消减铝合金环形件淬火残余应力研究 被引量：1

10

作者 尚勇 陈浩 +1 位作者 曲中兴 宋泽彬 《锻压装备与制造技术》 2023年第3期132-135,共4页

针对铝合金淬火残余应力突出的问题,研究了消减铝合金环形件淬火残余应力的方法即胀形法。该方法通过液压胀形机对环形件施加胀形力,使得环形件产生拉伸的效果。采用ABAQUS有限元软件对2219铝合金环形件淬火残余应力及胀形法进行有限元... 针对铝合金淬火残余应力突出的问题,研究了消减铝合金环形件淬火残余应力的方法即胀形法。该方法通过液压胀形机对环形件施加胀形力,使得环形件产生拉伸的效果。采用ABAQUS有限元软件对2219铝合金环形件淬火残余应力及胀形法进行有限元模拟。进行胀形法消减铝合金环形件淬火残余应力工艺试验,采用压痕应变法对环形件的残余应力进行测试。研究结果表明:该环形件淬火残余应力很大,最大值超过300MPa;胀形法可有效消减淬火残余应力,当胀形量为3%时,残余应力幅值降至40MPa以内;试验结果与模拟结果一致。 展开更多

关键词 环形件 淬火残余应力 胀形法

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淬火水温对7050铝合金残余应力及力学性能的影响 被引量：4

11

作者 李晨 张新全 +1 位作者 谢林军 袁武华 《轻合金加工技术》 CAS 2022年第5期60-64,共5页

试验研究了7050铝合金在不同水温淬火后表面残余应力的分布规律,以及在20℃和60℃两种水温淬火后冷压变形对残余应力和时效后力学性能的影响。研究结果表明:试样表面残余应力随淬火水温升高而降低,但在,40℃~60℃水温淬火时,试样表面残... 试验研究了7050铝合金在不同水温淬火后表面残余应力的分布规律,以及在20℃和60℃两种水温淬火后冷压变形对残余应力和时效后力学性能的影响。研究结果表明:试样表面残余应力随淬火水温升高而降低,但在,40℃~60℃水温淬火时,试样表面残余应力差异不明显。与20℃水温淬火的试样相比,60℃水温淬火的试样残余;应力较低、屈服强度较高,冷压变形后的残余应力消减效果不明显,残余应力甚至升高。淬火试样在1%~4%的冷压变形范围内,随冷压变形量的增加,合金时效后的屈服强度和抗拉强度呈先减小后增大的趋势。在冷压和时效之后,60℃淬火的试样的力学性能整体比20℃水淬火的试样的力学性能要好。较低的淬火水温、2%~3%的冷压变形量有利于在保持7050铝合金高强度的前提下,降低淬火残余应力。 展开更多

关键词 7050铝合金 淬火残余应力 冷压变形 时效

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GH4169合金淬火残余应力的中子衍射及有限元分析 被引量：5

12

作者 刘昭 孙光爱 +3 位作者 王虹 秦海龙 杨祖坤 毕中南 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期729-734,共6页

淬火工艺是工件制作过程中不可或缺的环节,而温度梯度又会导致残余应力的产生,因此准确表征GH4169工件内部残余应力及探索建立有效的有限元模拟分析对了解和改善其性能具有重要意义。利用中子衍射的手段研究了GH4169合金淬火残余应力分... 淬火工艺是工件制作过程中不可或缺的环节,而温度梯度又会导致残余应力的产生,因此准确表征GH4169工件内部残余应力及探索建立有效的有限元模拟分析对了解和改善其性能具有重要意义。利用中子衍射的手段研究了GH4169合金淬火残余应力分布,并对淬火过程的温度场和应力场进行有限元数值模拟分析。结果表明：淬火后工件中心的残余应力状态为3向拉应力,约为400MPa;工件近表层形成单向或双向压应力状态,约-300^-400MPa。将有限元计算得到的试样中心和表面处的残余应力和应变与中子衍射测试结果进行对比,结果表明二者应力分布规律较为一致。结合中子衍射和有限元模拟的结果,较为合理地阐述了快速冷却过程中残余应力的形成机制。 展开更多

关键词 中子衍射 GH4169 淬火残余应力 有限元模拟仿真

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7085铝合金自由锻厚板淬火-分段冷压残余应力演变规律研究 被引量：4

13

作者 牛关梅 李伟 +3 位作者 王军强 杨中玉 曹海龙 刘成 《热加工工艺》 北大核心 2019年第3期140-144,共5页

实验获得了7085铝合金自由锻厚板室温(25℃)浸没式淬火的表面热交换系数,其值随着金属表面温度的升高先增大后减小,并在183℃达到峰值8112 W/(m^2·℃),采用有限元模拟研究了分段重叠冷压方式削减淬火残余应力后的残余应力演变规律... 实验获得了7085铝合金自由锻厚板室温(25℃)浸没式淬火的表面热交换系数,其值随着金属表面温度的升高先增大后减小,并在183℃达到峰值8112 W/(m^2·℃),采用有限元模拟研究了分段重叠冷压方式削减淬火残余应力后的残余应力演变规律和冷压量削减淬火残余应力的效果。结果表明:降温过程中表面和心部最大温差可达298℃,其中心部温度降到350℃以下需要60 s;淬火后残余应力为心部受拉表面受压,拉应力最大值为248 MPa,压应力最大值为-221 MPa。对比分析了不同冷压量削减淬火残余应力的效果,得出分段重叠冷压法削减淬火残余应力的最优冷压量为1%。经过1%冷压后,厚板淬火残余应力明显降低,大部分应力分布在-50～50 MPa;冷压面区域有一定的高拉应力集中区,拉应力最高达116 MPa。 展开更多

关键词 7085铝合金 自由锻厚板 淬火残余应力 冷压

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不同淬火介质下7055铝合金厚板淬火内应力测试 被引量：5

14

作者 李亚楠 张永安 +5 位作者 李锡武 李志辉 王国军 闫宏伟 金龙兵 熊柏青 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2467-2472,共6页

7xxx系铝合金在淬火后会产生较大的残余应力,且淬火介质对淬火残余应力的水平与分布影响显著。通过裂纹柔度法研究不同淬火介质种类、温度和浓度对淬火残余应力的影响规律。结果表明:淬火残余应力符合典型的"外压内拉"分布,... 7xxx系铝合金在淬火后会产生较大的残余应力,且淬火介质对淬火残余应力的水平与分布影响显著。通过裂纹柔度法研究不同淬火介质种类、温度和浓度对淬火残余应力的影响规律。结果表明:淬火残余应力符合典型的"外压内拉"分布,淬火残余应力水平随水温升高先缓慢降低后急速降低,随PAG浓度升高先迅速降低后缓慢降低。各淬火介质下应力水平由高到低的顺序依次为5%Na Cl+5%KNO3溶液(质量分数)、20℃水、5%PAG溶液(体积分数)。在80℃水和15%PAG溶液(体积分数)淬火后,残余应力水平降低比例最大均达到60%以上,抑制残余应力效果明显。 展开更多

关键词 7055铝合金 淬火残余应力 裂纹柔度法 淬火介质

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7050铝合金T形锻件淬火应力评估 被引量：3

15

作者 何易鹏 吴运新 +2 位作者 龚海 曹明慧 肖峰 《热加工工艺》 北大核心 2019年第6期215-218,222,共5页

针对生产应用中内部应力测试的难度以及成本远高于表面应力测试的现状,开展了7050铝合金T形锻件淬火残余应力的有限元仿真模拟和试验研究,掌握了7050铝合金T形锻件淬火残余应力的分布规律。结合有限元仿真和试验研究,建立构件内部拉应... 针对生产应用中内部应力测试的难度以及成本远高于表面应力测试的现状,开展了7050铝合金T形锻件淬火残余应力的有限元仿真模拟和试验研究,掌握了7050铝合金T形锻件淬火残余应力的分布规律。结合有限元仿真和试验研究,建立构件内部拉应力最大值与表面应力、锻件几何参数等关联的回归方程,采用简化的低次方程来描述构件内部应力特征值。在生产现场,通过对构件进行表面应力测试,结合构件的基本参数建立预测模型,实现构件内部应力特征值的快速评估。结果表明:7050铝合金T形锻件心部最大拉应力对应其筋条区长向最大拉应力,该拉应力受筋条高度、宽度以及翼板厚度的影响。 展开更多

关键词 7050铝合金 淬火残余应力 有限元仿真 轮廓法

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40Cr钢环形件淬火开裂分析 被引量：1

16

作者 于雪梅 冯立超 +1 位作者 冯立环 王海 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第4期250-251,254,共3页

利用扫描电镜及能谱仪对40Cr钢环形件的断口形貌与微观成分进行了系统分析。结果表明:零件断口形貌呈脆性解理断裂,零件中心区域的夹杂物以及淬火残余应力大是其开裂的主要原因。微裂纹于夹杂物附近萌生,随后逐渐扩展直至零件断裂。

关键词 40CR钢 淬火开裂 夹杂物 淬火残余应力

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7050铝合金柱件淬火及深冷过程变形预测

17

作者 龚利华 杨越 +1 位作者 刘勇 刘存平 《现代机械》 2022年第5期75-78,共4页

经过淬火处理后,7050铝合金材料引入内应力,降低构件尺寸稳定性,且残留的内应力测量困难,测量时间长,价格高。因此,通过数值模拟软件ABAQUS分析淬火及深冷处理后柱件的内应力与变形量。结果表明:从外层向内部,淬火内应力沿r、t、z各个... 经过淬火处理后,7050铝合金材料引入内应力,降低构件尺寸稳定性,且残留的内应力测量困难,测量时间长,价格高。因此,通过数值模拟软件ABAQUS分析淬火及深冷处理后柱件的内应力与变形量。结果表明:从外层向内部,淬火内应力沿r、t、z各个方向均为压应力转变为拉应力,最外层的压应力值均大于200 MPa,位于柱件中心轴向的拉应力高达207 MPa;轴向与径向两个方向收缩变形量分别达到0.500 mm、0.254 mm,与理论计算相近;深冷处理消除内应力效果明显,最大消除量达到51%;轴向尺寸收缩量减少了0.168 mm,而径向减少了0.089 mm,提高了尺寸稳定性。 展开更多

关键词 淬火残余应力 深冷处理 变形量 数值模拟

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电梯梯级链长轴销断裂原因分析 被引量：3

18

作者 王荣 郭春秋 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期74-76,共3页

某电梯梯级链长轴销在装配过程中发生了断裂,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、直读光谱仪、能谱仪和显微硬度机等对断裂的轴销进行了宏观形貌、化学成分、硬度、显微组织和开裂面形貌分析,以找出断裂原因。结果表明:其断裂的主要原因... 某电梯梯级链长轴销在装配过程中发生了断裂,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、直读光谱仪、能谱仪和显微硬度机等对断裂的轴销进行了宏观形貌、化学成分、硬度、显微组织和开裂面形貌分析,以找出断裂原因。结果表明:其断裂的主要原因是轴销表面存在磨削应力和淬火残余应力,并在氢的共同作用下,轴销表面产生了氢致延迟性开裂,随着时间的延长裂纹进一步扩展,导致了轴销在装配过程中断裂。 展开更多

关键词 磨削应力 淬火残余应力 氢致延迟性开裂 电梯轴销

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齿轮轴裂纹成因分析 被引量：1

19

作者 朱衍勇 钟振前 +2 位作者 杨春 董毅 张志军 《物理测试》 CAS 2011年第S1期129-133,共5页

某公司批量制造的不同规格的大尺寸齿轮轴多次发生异常开裂现象,齿轮轴开裂多发生在成品经过装配加载试验和例行检验入库后,有时甚至在发货后,给公司的技术管理造成很大的困难。为了分析引起齿轮轴开裂的原因。

关键词 齿轮轴 非金属夹杂物 裂纹源 淬火残余应力 化学成分 加载试验 大尺寸 表面渗碳 纵向开裂 不同深度

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