激光表面熔凝处理过共晶Al-Si合金的疲劳裂纹扩展行为

试验研究了Al-20%Si合金在激光表面熔凝处理后的显微组织特征及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展形为的影响。结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的显微组织得到了明显细化,熔凝层主要由细小的初生Si、-αAl及Al-Si共晶相组成,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理显著提高了试验合金的疲劳裂纹扩展抗力。     

Ti-600合金的高周疲劳性能研究

采用120～130Hz的频率测试Ti-600合金光滑试样室温高周轴向应力疲劳性能。结果表明,应力比(R)为0.1时,合金的疲劳强度为475MPa,与IMI834合金相当;合金内含有较细小、薄片状的、互相交错排列的α+β相,这种细小的α+β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹寿命有重要作用;疲劳裂纹扩展阶段,应力同为600MPa时,疲劳寿命为8.61×105的合金试样比寿命为1.78×106的疲劳条纹间距宽;合金内稀土相的尺寸由几个μm到0.2μm变化,合金中未观察到与稀土相颗粒有关的裂纹萌生。     

三种组织TC17合金的疲劳裂纹扩展行为研究

本文通过对TC17合金进行常规锻造、β锻造和“β区预变形+(α+β)区大变形”,获得了等轴组织、网篮组织和球化组织三种典型显微组织,并通过裂纹扩展速率测试研究了不同显微组织对TC17合金疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明,显微组织对TC17合金的疲劳裂纹扩展速率具有显著影响,网篮组织的抗裂纹扩展能力最优,球化组织次之,等轴组织最差,基于断裂力学和Paris公式,建立了三种典型组织TC17合金的疲劳裂纹扩展寿命预测模型,对预测模型的分析发现,三种组织的长裂纹扩展寿命仅占疲劳总寿命的极小部分,控制裂纹起始(形核和短裂纹扩展)更为重要,提高抗疲劳裂纹扩展能力的意义在于提高临界裂纹长度。     

GH625合金氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展性能

研究了钨极氩弧焊GH625高温合金焊接接头的室温疲劳裂纹扩展行为。采用金相显微镜及扫描电镜对其焊接接头的显微组织和疲劳裂纹扩展断口形貌进行观察。结果表明,GH625高温合金的钨极氩弧焊焊接接头主要是由枝晶状焊缝组织和γ奥氏体等轴晶母材组成,焊缝区析出大量的白色针状δ-Ni3Nb相和块状颗粒状Laves相;其焊接接头的显微硬度高于母材;室温下,在低ΔK区间,GH625高温合金钨极氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展速率比母材低,这是由于焊缝处硬质的析出相、二次裂纹以及扩展路径的曲折多样使得其裂纹扩展时需要消耗更多的能量;在高ΔK区间内,焊接接头疲劳裂纹扩展速率高于母材。     

多元Al-7Si-0.3Mg合金热疲劳裂纹萌生与扩展行为

研究了在不同温度下的3种不同处理状态的多元Al-7Si-0.3Mg铝合金热疲劳性能,提出了用积分方法及割线法计算热疲劳裂纹扩展寿命,并对合金的热疲劳裂纹生长行为进行了分析。结果表明：温度变化对多元Al-7Si-0.3Mg铝合金的热疲劳裂纹扩展速率有直接的影响,添加了Cu、Mn、Ti等元素的多元Al-7Si-0.3Mg合金在细化变质处理和直接细化变质处理后的热疲劳性能优于铸态Al-7Si-0.3Mg合金。热疲劳裂纹的萌生需经历一定的孕育期,裂纹萌生于V型缺口处,当交变热应力超过合金的屈服强度σ_s时,沿着V型缺口的应力集中部位或缺陷处会出现不同类型的热疲劳裂纹,但有且只有1条主裂纹。当裂纹尖端扩展路径与第二相颗粒长轴方向形成小于45°的夹角时,裂纹扩展将沿着第二相颗粒的边缘继续向前扩展;当裂纹尖端扩展路径与第二相颗粒短轴方向形成小于45°的夹角时,裂纹将穿过第二相颗粒,继续向前扩展。     

多组织因素对GH4738合金裂纹扩展速率的交互影响

提出了一种可以综合反映多组织因素对GH4738合金疲劳裂纹扩展速率影响的多组织因素交互影响方程,并利用不同的热处理制度设计了具有不同组织特征的试样.测定了经不同热处理制度后GH4738合金在650℃下的疲劳裂纹扩展速率.利用该方程分析了GH4738合金晶粒尺寸、碳化物及γ′相尺寸对疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明,多组织因素交互影响方程能很好地定量描述各组织因素对GH4738合金疲劳裂纹扩展速率的影响及其综合影响.增大晶粒尺寸、降低γ′相及碳化物尺寸均可降低GH4738合金疲劳裂纹扩展速率,并且晶粒尺寸对GH4738合金的裂纹扩展速率的影响程度要高于γ′相尺寸及碳化物尺寸.     

微观组织对2E12铝合金疲劳裂纹扩展的影响

研究室温大气环境下2E12铝合金微观组织与疲劳裂纹扩展行为之间的关系,并分别利用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜对合金的微观组织及疲劳断口进行分析。结果表明:合金的疲劳裂纹扩展速率与合金中微米级第二相粒子的体积分数成正比,且随着亚微米级第二相粒子尺寸的增加及晶粒尺寸的减小,合金的疲劳裂纹扩展速率明显降低,尤其是在Pairs区及以后,其值降低30%;在低速扩展区,合金断口呈现脆性的准解理断裂特征,在中速扩展区,合金出现清晰的疲劳条纹。     

稳定化处理对Al-Si合金疲劳性能的影响

研究了稳定化处理对Al-Si合金疲劳性能与组织的影响。对稳定化处理后Al-Si合金进行高温(350℃)旋弯疲劳试验,观察合金材料的疲劳断口、显微组织与析出相。结果表明:稳定化处理后,Al-Si合金高温疲劳寿命比T6态处理的合金提高了4倍以上;合金组织中,初晶Si圆整化程度提高,长条状的共晶Si颗粒化,均匀弥散分布在基体中,合金塑性提高了1倍以上;稳定化处理后,基体中弥散析出大量细小的Al_2Cu相,阻碍位错运动,从而提高了Al-Si合金疲劳寿命。     

晶界氧化对GH4738高温合金疲劳裂纹扩展的作用

测定了GH4738合金在650、700、750及800℃空气环境下的疲劳裂纹扩展速率da/d N-ΔK曲线及疲劳裂纹扩展寿命a-N曲线,得出了温度对合金疲劳裂纹扩展的影响规律,并结合组织性能、疲劳特征、高温及室温下晶界氧化情况等分析了温度对合金疲劳裂纹扩展的影响。结果表明,随着温度升高,GH4738合金的疲劳裂纹扩展速率(FCGR)增加,合金的断裂方式由沿晶和穿晶混合型断裂向完全沿晶断裂转变;在初始应力强度因子幅度DK为40 MPa·m1/2、晶粒尺寸为30~40 mm时,合金的疲劳裂纹扩展寿命在650~700℃内显著下降,存在一个温度敏感区间,其原因并不是材料的组织和力学性能的变化,主要是高温下的氧化作用所致;O通过裂纹尖端、滑移带间接进入晶界或O直接渗入晶界的方式,与晶界处的活性元素Co、Ti、Al反应生成脆性氧化物,从而降低了晶界强度,使合金的抗疲劳性能显著下降。     

2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为(英文)

研究2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为。在室温条件下,采用光滑试样进行疲劳测试,其中最大应力为恒定值,应力比R为0.1,频率f为40 Hz。利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及电子背散射衍射等手段对合金的微观组织进行分析,研究合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为与其微观组织的关系。结果表明:2A97合金的疲劳裂纹主要萌生于试样表面的杂质相和粗大第二相处;其疲劳裂纹的早期扩展行为主要受晶粒结构与位错或滑移带共同作用的影响。当相邻晶粒的错配度接近于其晶内的最优滑移面的位向差时,大角度晶界强烈阻碍滑移带的运动,从而导致裂纹分叉和偏折。     

NiCrAlY共渗涂层对K417G合金拉伸与疲劳性能的影响

采用两步法热扩散技术在K417G合金上制备了NiCrAlY涂层,涂层试样的拉伸试验分别在室温与900℃进行,旋转弯曲疲劳试验在室温下进行。研究了涂层对合金拉伸强度、疲劳寿命的影响及疲劳断裂机理。结果表明:室温和900℃条件下,施加涂层提高了合金的屈服强度,降低了合金的抗拉强度;室温下的涂层试样的疲劳极限强度比合金降低了50MPa,相同应力条件下涂层降低了合金的疲劳寿命;涂层NiAl相的本征脆性和涂层内部缺陷降低了基体合金的拉伸性能,并引发了疲劳裂纹的萌生与扩展。     

显微组织对Ti_3Al－Nb系合金疲劳裂纹扩展行为的影响

本文测试了三种显微组织的Ｔｉ３Ａｌ－Ｎｂ系合金的室温疲劳裂纹扩展速率．结果表明，初生α２相的体积分数、基体的晶粒尺寸、高温β转变产物的形貌以及静态屈服强度是影响材料的疲劳门槛值和裂纹扩展速率的重要因素；应力比的影响有着普遍的规律性．结合ＳＥＭ断口及裂纹扩展路径观察结果，对疲劳裂纹扩展行为进行了简单的讨论．     

A356合金的组织与热疲劳性能研究

以A356合金为研究对象,采用复合细化变质、微合金化和T6热处理的方法制备了5种A356合金,研究了合金的力学性能、显微组织和不同温度幅下的热疲劳性能,并分析了热疲劳裂纹的生长行为和产生机理。结果表明,经过复合细化变质、微合金化和T6热处理可以使A356合金的力学性能得到提高;经过T6热处理后,复合细化变质和复合细化变质+微合金化的A356合金中共晶Si的形态由针片状转变为颗粒状,共晶Si棱角圆整化程度提高提高,铸态A356合金的热疲劳寿命得到延长;在温度幅下限不变的前提下,合金的热疲劳寿命随着温度幅上限的提高而逐渐降低;经过复合细化变质+微合金化+T6热处理后合金的裂纹萌生和扩展速率最低,热疲劳寿命最长。     

ZTC4合金高周疲劳断裂机理

对ZTC4合金室温高周疲劳断裂机理进行研究.结果表明:疲劳裂纹主要沿垂直和平行于α/β片层的方向扩展:裂纹萌生于试样表面、内部晶界以及α/β相界面;源区为类解理断裂,疲劳裂纹扩展区除有大量疲劳条带外,还出现扩展台阶和二次裂纹;断口形貌受晶体学取向和显微组织影响.     

GH4742合金疲劳裂纹扩展行为

研究GH4742合金在室温、700℃及750℃的疲劳裂纹扩展行为。分析温度和应力强度因子对疲劳裂纹扩展寿命与速率的影响,利用扫描电镜观察不同温度下的疲劳裂纹扩展断口。采用背散射电子衍射(EBSD)技术分析合金裂纹扩展的晶体学机制。结果表明,随着温度的升高,合金的裂纹扩展寿命降低,裂纹扩展速率增加,沿晶断裂特征更明显。应力强度因子越大,裂纹扩展速率越大。在原始大变形晶粒中裂纹以穿晶方式沿着小角度晶界扩展,裂纹扩展到再结晶晶界时以沿晶扩展为主,其扩展方式取决于相邻晶粒的面间角和取向差。     

两种含硼Ni3Al合金的微观组织与力学性能

本文研究了两种不同硼含量Ｎｉ３Ａｌ合金的微观组织、室温拉伸及高周疲劳性能，Ｎｉ３Ａｌ（０．６ａｔ．－％Ｂ）合金为单相组织，Ｎｉ３Ａｌ（１．０ａｔ．－％Ｂ）合金中除γ相外，还有微量共晶体，虽然Ｎｉ３Ａｌ（１．０Ｂ）的拉伸强度较Ｎｉ３Ａｌ（０．６Ｂ）的高，但在相同的循环应力水平下，后者的疲劳寿命显著高于前者的，疲劳断口观察表明两种合金的疲劳裂纹萌生和扩展行为各不相同。     

显微组织对Ti3Al—Nb系合金疲劳裂纹扩展行为的影响

本文测试了三种显微组织的Ｔｉ３Ａｌ－Ｎｂ系合金的室温疲劳裂纹扩展速率，结果表明，初生α２相的体积分数，基体的晶粒尺寸，高温β转变产物的形貌以及静态屈服强度是影响的疲劳门槛值的裂纹扩展速率的重要因素，应力比的影响有着普遍的规律性，结合ＳＥＭ断口及裂纹扩展路径观察结果，对疲劳纹扩展行为进行了简单的讨论。     

7449合金高周疲劳及裂纹萌生行为

研究7449-T7951合金的高周疲劳及裂纹萌生行为。在室温下,采用光滑及缺口试样进行疲劳寿命测试,应力比(R)分别为0.5和1.0。采用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜对该合金的微观组织及疲劳试样断口进行分析,以揭示其疲劳裂纹萌生机理与合金微观组织之间的关系。结果表明:7449-T7951合金具有优异的疲劳性能;应力比为0.5和1.0时,光滑试样的疲劳寿命极限(σN)分别为349和134 MPa,而缺口试样的σN(缺口系数Kt=3.0)分别为138和70 MPa。其裂纹萌生行为受合金中粗大第二相、析出相、晶界和位错(滑移带)的共同影响。     

激光表面熔凝处理对共晶铝硅合金疲劳裂纹扩展的影响

研究了共晶铝硅合金在激光表面熔凝处理后的显微组织变化及激光表面熔凝处理对合金疲劳裂纹扩展的影响.结果表明,激光表面熔凝处理使试验合金的表层微观组织发生显著变化,熔凝层中的初生α-Al枝晶相和共晶Si相均有明显细化,熔凝层的硬度显著提高;在应力比R为0.1和0.5的试验条件下,激光表面熔凝处理能显著提高共晶铝硅合金的疲劳裂纹扩展抗力.     

Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶合金的低周疲劳行为

研究了室温完全反向应力控制条件下块状非晶合金Zr41.25Til3．75Nil0Cul2．5Be22．5的低周疲劳行为，结果表明，完全非晶和合晶态相非晶合金均表现为循环稳定直至断裂．完全非晶合金的寿命远高于合晶态相非晶合金．通过试样断裂表面及外表面SEM观察，解释了应变稳定循环产生的机制．两种非晶合金的疲劳断口均可观察到裂纹的萌生、扩展及过载断裂区．合晶态相非晶中的晶态相没有起到阻碍裂纹扩展的作用，而是作为裂纹萌生点或疏松．