某型船用大直径锻件工作环境要求苛刻,表面质量及内在质量尤为重要。文中通过对大直径锻件性能冲击功偏差问题的研究,固化了锻件热处理工艺,使产品质量得到保证。

对17-4PH不锈钢进行表面激光淬火，分析了激光淬火后的组织、硬度、残余应力和疲劳寿命。结果表明：激光淬火后，17-4PH不锈钢组织分为淬硬区、过渡区和基体，淬硬层深1．2mm，平均显微硬度440HV，较基体提高60～90HV，表面残余应力为压应力，压应力的范围超过1mm。17-4PH钢激光淬火后疲劳寿命提高，且在低应力下提高效果明显，裂纹源位于次表面，裂纹扩展区增大，抵抗裂纹扩展的能力增强。

以Al-Cu合金为原材料,研究超声波对Al-8.0%Cu合金热裂倾向性的影响。结果表明,金属熔体经过超声波处理后,合金的抗裂力增大,热裂倾向明显降低,断口为沿晶断裂并且存在明显的液膜拉伸痕迹。

对液压支架在压架过程中立柱外缸出现裂纹的情况进行了原因分析,采用金相显微镜、扫描电镜进行检测并寻找裂纹源,对裂纹的宏观形态和断口的微观形貌进行分析。结果表明:该液压支架在压架过程中外缸产生的开裂属于完全断裂、脆性断裂和疲劳断裂,随着压架次数的升高,母材应力循环次数不断增加,在达到69000次时产生低周大应力疲劳断裂。

为研究碳纤维复合材料疲劳行为和应力水平对其疲劳剩余刚度的影响,进行碳纤维复合材料的静拉伸实验和疲劳实验,采用扫描电镜(SEM)观察其断口形貌。结果表明室温下碳纤维复合材料具有很好抗疲劳特性,在48%的极限抗拉强度载荷下的循环数超过106;不同应力水平下的剩余刚度下降程度不同,疲劳前期阶段,高应力水平下的剩余刚度下降程度低,低应力水平下降程度较高;不同应力水平下的剩余刚度阶段界限特征显著度不同,低应力下的阶段界限显著,而高应力下的阶段界限较模糊;断口分析表明,随着应力水平的降低,疲劳失效模式更加复杂,高应力水平下,主要表现为纤维簇断裂,而低应力水平下的失效模式包括纤维和基体断裂、界面脱粘及纤维拔出等。

在7075铝合金疲劳实验的基础上获得了断口的SEM扫描图像,展示了数字图像盒维数计算的一般过程,比较了传统计盒维数算法与文中算法的不同之处,计算了断口三个区的分形维数。结果发现7075铝合金疲劳断口有较好的分形特征,文中算法过程更符合工程实际获得的图像,三个区的分形维数大小与各自的纹理特征是一致的。

通过拉力试验机、电火花直读光谱仪、维氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜等对失效的拉铆钉进行化学成分、表面硬度、微观组织和断口形貌进行分析。结果表明，断裂失效的主要原因为拉铆钉原材料存在大量的微孔疏松，降低了材料的韧性与强度，增加了材料的脆性，导致铆钉在热处理后发生脆性断裂。