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15CrMo合金钢管室温拉伸力学性能和硬度的测试

利用光学金相显微镜OM和XRD研究了热处理对15CrMo合金钢管***与性能的影响，利用SEM分析了合金拉伸断口形貌，测试了合金室温拉伸力学性能和硬度。

热处理改变了15CrMo合金钢管中Mg2Si的形貌与分布，晶粒得到显著的细化,晶界网状析出物消除，热锻和热挤压后坯料晶粒大小分布均匀，合金管的***由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相组成，经480℃过固溶处理后,合金管中的Mg2Sn相基本溶解,而热轧后晶粒大小不一，在晶界及晶内都有第二相析出,呈弥散分布状态。首先从枝晶根部溶解的粒化模型，二次或三次枝晶根部表面的曲率大，同时β-Mg17Al12相溶入到α-Mg基体中,在晶界周围聚集,而晶内比较稀散。β相对α相腐蚀的阻碍作用增加,而且合金中的铁含量并没有提高,热速处理显著细化了合金晶粒,β相的尺寸和间距变小,随着保温时间的延长,粗大的Mg2Si相得到少量球化。合金管的***中存在热裂纹和显微疏松缺陷,合金含铁量显著高,富集于固液界面前沿,阻碍α-Mg基体的自由长大,随保温时间的延长，TiC枝晶逐步溶断为秃枝

热处理过程中Mg2Sn相以弥散形式析出，平均晶粒尺寸由未变质合金的约140μm细化到约40μm，细小的Mg2Sn相弥散析出并使合金管板的硬度明显升高,在随后的时效过程中发生沉淀析出，从而细化合金管铸态***，明显提高合金的显微硬度，达到47.6 HV。

测量15CrMo合金钢管的数据处理

被测15CrMo合金钢管三维测量数据的数据处理，目的是建立CAD模型，以便在通用的CAD系统中进行修改设计和创新设计。测量数据的CAD反向建模技术，包括测量点云数据的分割、曲面拟合和重构等内容。

（1）测量点云数据的分割。一个物体很难只用一个曲面数学模型表示，必须将点云数据进行分割（分块），形成多个曲面模型，然后将分块的曲面模型进行光滑的连接（缝合），构成被测15CrMo合金钢管的整体曲面模型。测量数据分割原则是：要求数据块的凸凹性一致，曲面重构时态性较好。常用的数据分割方法有：基于曲率法（规则数据分割）、基于边界特征法（散乱数据分割）、基F面特征法（散乱数据分割）。

（2）曲面拟合和重构。曲面模型重构，一般采用通用的曲面模型图形标准进行重构，常用的图形表达方法有Bezier、B样条、NURBS、三角Bezier等。常用的曲面重构方法有点线面曲面拟合方式、轮廓母线回转法等，曲面重构时，根据重构曲面的特征选择使用。

15CrMo合金钢管内裂纹及其修复技术应用

裂纹是15CrMo合金钢管常见的缺陷之一，是导致零部件失效的直接因素。在保证成形要求的前提下，在15CrMo合金钢管的制造过程中，特别是塑性加工过程中，裂纹的控制至关重要。传统加工工艺中，主要是通过控制工艺参数减少裂纹萌生，或者是控制工艺参数***微裂纹的扩展从而实现裂纹控制。近年来，随着对裂纹研究的深人。

发现在塑性加工过程中，特别是高温塑性加工过程中，裂纹存在自修复现象，并进一步发展出了裂纹拟生自修复技术陶瓷材料、无机玻璃、复合材料等脆性材料的制造、使用过程中，裂纹问题也备受关注。这些材料在使用过程中特别容易萌生微裂纹，为了延长这些15CrMo合金钢管材料的使用寿命，开发出了许多内裂纹修复技术。

有关15CrMo合金钢管材质的深层次修复

（1）在玻璃微珠填充的环氧树脂复合材料中嵌入空心纤维，采用的修复剂为单组分或双组分粘合剂。在载荷作用下液态纤维损坏，适时释放粘合剂到裂纹处固化，从而达到愈合基体、阻止裂纹进一步扩展的目的。

（2）利用空心光纤作为输送修复结构胶液的通道，当结构关键部位出现损伤时，内含胶液的空心光纤网络可以检测出结构损伤的位置，并输出胶液对损伤进行修复，从而实现对复合材料结构损伤的自诊断及自修复功能。

（3）将环戊二烯二聚休包裹在脲醛树脂制成的微囊里，和Grubbs催化剂一起分散在环氧基体中，当15CrMo合金钢管材料产生裂缝时，微囊损坏，环戊二烯二聚体由于裂缝产生的毛细管虹吸作用迅速渗入银纹，碰到Grubbs催化剂产生交联聚合以达到修复的目的。实验测试表明，这种15CrMo合金钢管材料有75%的修复率。该体系将埋植技术、微囊技术、烯烃聚合、高分子多组分体系等有机地结合在一起，达到材料深层自修复的目的。