理论教育 从材料开发到工程应用:探索未来的可能性

从材料开发到工程应用:探索未来的可能性

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:材料中的夹杂物、合金元素的分布不良等会导致材料失效,这极大地促进了冶金技术与铸造、焊接及热处理工艺的发展。腐蚀、磨损失效的研究,促进了表面工程这一学科的形成与发展。现在,表面工程技术已经广泛应用于不同的零件和材料,保证了材料的有效使用。

从材料开发到工程应用:探索未来的可能性

把失效分析所得到的信息反馈给冶金工业,就能促进现有材料的改进和新材料的研制,例如:

在严寒地区使用的工程机械和矿山机械,其金属零件常常会发生低温脆断,由此专门开发了一系列的耐寒钢。

海洋平台构件常在焊接热影响区发生层状撕裂,经过长期研究发现这与钢中的硫化物夹杂物有关,后来研制了一类Z向钢。

化工设备中经常使用的高铬铁素体不锈钢,对晶间腐蚀很敏感,特别在焊接后尤其严重,经分析,只要把碳、氮含量控制到极低水平,就可以克服这个缺点,由此发展了一类“超低间隙元素”(ELI)的铁素体不锈钢。

大量的失效分析表明,飞机起落架等零件,需要超高强度钢,又要保证足够的韧性,于是发展了改型的300M钢,即在4340钢(美国牌号,相当于我国的40CrNiMoA钢)中加入适量的Si以提高回火稳定性,从而提高了钢的韧性。

对于机械工业中最常用的齿轮类零件,麻点和剥落是主要的失效形式,于是发展了一系列的控制淬透性的渗碳钢,以保证齿轮合理的硬度分布。(www.daowen.com)

对于矿山、煤炭等行业的破碎和采掘机械等,磨损是主要的失效形式,从而发展了一系列的耐磨钢和耐磨铸铁,开发了耐磨焊条和一系列表面耐磨技术。

失效分析极大地促进了铝合金的发展。20世纪60年代初期的7xxx(Al-Zn-Mg-Cu系列)的高强度铝合金应用很广,如7075-T6、7079-T6等,以后在使用中发现这些铝合金易于产生剥落腐蚀,另外在板厚方向对应力腐蚀敏感。后来陆续发展了7075-T76、7178-T76、7175-T736,既保持了较高强度水平,又有较高的抗应力腐蚀性能。

材料中的夹杂物、合金元素的分布不良等会导致材料失效,这极大地促进了冶金技术与铸造、焊接及热处理工艺的发展。

腐蚀、磨损失效的研究,促进了表面工程这一学科的形成与发展。现在,表面工程技术已经广泛应用于不同的零件和材料,保证了材料的有效使用。

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