超载对X52管线钢疲劳裂纹扩展速率的影响

用紧凑拉伸试样研究了不同应力比和超载比对X52管线钢疲劳裂纹扩展速率的影响,并对疲劳断口形貌进行SEM分析.结果表明,拉伸超载有阻滞X52钢疲劳裂纹扩展的作用,使疲劳裂纹扩展由超载扩展,减速扩展和恢复扩展三个阶段组成.在恒定的应力比下,超载比越大,裂纹扩展的阻滞效应也越明显.超载前后形貌差别越大;在恒定超载比下,低应力比的裂纹扩展阻滞现象更明显.     

喷射沉积SiC_P／Al-7Si复合材料的疲劳裂纹扩展

采用紧凑拉伸试样进行恒载和降K控制的拉--拉疲劳实验, 研究了喷射沉积SiC_p/Al-7Si复合材料及其基体的疲劳裂纹扩展行为. 通过金相显微镜和扫描电镜观察了复合材料及其基体的组织和疲劳裂纹扩展形貌, 研究了SiC颗粒对复合材料疲劳裂纹扩展机制的影响. 结果表明: 复合材料在任何相同的ΔK水平下其抗疲劳裂纹扩展能力优于基体材料, 并表现出较高的疲劳门槛值. 其原因是复合材料中裂纹裂尖遇到增强颗粒时, 裂纹发生偏转, 特别是SiC颗粒自身微裂纹萌生有效降低了裂纹尖端的应力强度因子, 复合材料的裂纹闭合效应也随之增大. 去除裂纹闭合效应的影响, 当有效应力因子ΔK_eff作为裂纹扩展的驱动力时, 复合材料的裂纹扩展速率却高于基体.     

喷射沉积Al-Si/SiCp制动盘材料的热疲劳微裂纹扩展行为

采用V形缺口试样,研究喷射沉积Al-Si/SiCp复合材料制动盘在25(450 ℃热循环下的热疲劳行为.通过金相显微镜和扫描电镜观察了复合材料的组织和热疲劳裂纹形貌,研究热疲劳裂纹形成与扩展机制.结果表明:热疲劳主裂纹主要从V形缺口处萌生;在同样的热循环次数下,热处理前的试样要比热处理后的试样先出现裂纹,且裂纹扩展的速率较快;裂纹绕过Si颗粒向前扩展以及裂纹穿过Si颗粒向前扩展是裂纹与Si颗粒相互作用的主要机制;SiC颗粒与热疲劳裂纹有明显的交互作用.因此,改善Si相的形态和分布以及加强Al/SiC颗粒间的界面结合有利于提高热疲劳裂纹扩展的抗力.     

粉末冶金15%SiC_p/2009Al复合材料的高周疲劳性能

采用粉末冶金法制备15%SiCp/2009Al(体积分数)复合材料,并测试其旋转弯曲疲劳和轴向疲劳性能,采用扫描电镜观察其疲劳断口。结果表明:15%SiCp/2009Al复合材料具有良好的高周疲劳性能,疲劳裂纹萌生于试样表面中较大的SiC颗粒、金属间化合物颗粒以及一些"无特殊微观组织特征"区域;疲劳裂纹扩展以形成微孔与韧窝、形成撕裂脊、增强颗粒SiC开裂、增强颗粒-基体界面脱粘为主要形式;控制SiC颗粒粒度、优化SiC颗粒均匀分布于2009Al基体、保证SiC颗粒与基体具有良好的界面结合,这样的微观组织对15%SiCp/2009Al复合材料的疲劳性能至关重要。     

SiC维纤增强钛基复合材料的疲劳裂纹扩展速率

用箔-纤维-箔法制备SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料,研究复合材料在加载频率f=10Hz、应力比R=0.1、最大应力σmax=300MPa条件下的疲劳裂纹扩展速率(da/dN),并采用扫描电子显微镜对疲劳破坏断口进行观察和分析。结果显示,在该加载条件下,复合材料第Ⅱ阶段疲劳裂纹扩展速率符合高斯函数。断口观察表明,复合材料的基体在裂纹稳态扩展区出现明显的疲劳条带,复合材料的疲劳损伤可以分为纤维断裂、基体开裂和纤维/基体界面脱粘等多种形式。     

SiC_p/Fe复合材料的热疲劳性能研究

采用电流直加热动态热压烧结工艺制备了SiC_p/Fe复合材料,研究了5vol%SiCp/Fe、10vol%SiCp/Fe和15vol%SiC_p/Fe复合材料在25～700℃冷热循环下的热疲劳性能。结果表明:10vol%SiCp/Fe硬度最高,其抗软化能力最强。10vol%SiCp/Fe最晚产生热疲劳裂纹,其抵抗激冷激热冲击的能力优于5vol%SiCp/Fe复合材料和15%SiCp/Fe复合材料。SiC_p/Fe复合材料的界面开裂是热疲劳裂纹源萌生的主要机制。当增强粒子含量由5vol%提高至10vol%,SiC_p/Fe复合材料的热疲劳裂纹扩展速度降低。增强粒子含量为15vol%时,增强粒子团聚缺陷加速SiC_p/Fe复合材料热疲劳裂纹扩展。     

循环载荷幅值对7075-T7451铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

在不同幅值循环载荷条件下对7075-T7451铝合金紧凑拉伸(CT)试样进行拉伸疲劳试验,对其疲劳裂纹扩展速率和应力强度因子幅值ΔK进行了研究,并用扫描电子显微镜观测试样的断口形貌。结果表明：随着循环载荷幅值的增大,试样的疲劳寿命缩短,裂纹的扩展速率增大;试样宏观断口形貌的裂纹稳态扩展区域减小,而瞬时断裂区域增大。稳态扩展区主要以疲劳条带扩展机制为主,且疲劳条带间距随循环载荷幅值的增大而增大;瞬断区的断口形貌以韧窝断裂为主,韧窝尺寸随循环载荷幅值的增大而减小。     

复合材料单面修补铝合金裂纹板的疲劳破坏特性

利用热压成型工艺、采用预固化的单向碳纤维/环氧复合材料补片对铝合金裂纹板进行了修补,测试了裂纹板胶接修补前后的破坏强度、疲劳寿命及裂纹扩展情况,观察了破坏后的断口形貌,分析了复合材料补片的止裂机理.结果表明,经过单向碳纤维/环氧复合材料补片胶接修补后,其破坏强度和疲劳寿命均有显著的提高,破坏强度提高了34.28%,恢复到完好板的85.83%,疲劳寿命提高2.06倍;裂纹板的临界裂纹长度从17.86 mm增加到28.64 mm,从而延长了裂纹缓慢扩展阶段,延缓了裂纹快速扩展;其断口形貌方式发生生了明显的变化.     

高速列车用高强铝合金焊接接头疲劳裂纹的扩展特性

使用疲劳试验机测试A7N01铝合金焊接接头的疲劳裂纹扩展速率,采用光学显微镜对焊接接头的显微组织进行分析,使用扫描电镜对疲劳断口形貌进行研究。结果表明:母材的显微组织为时效状态的α(Al)基体与粗大一次相、弥散二次强化相以及少量的夹杂物构成的轧制状态组织;热影响区的显微组织为α(Al)基体以及少量未固溶的一次相组织,焊缝的显微组织为α(Al)基体与离异共晶组织。焊接接头的显微组织以及第二相粒子尺度不同导致了疲劳裂纹扩展特性不同。随着应力比的增加,疲劳裂纹扩展速率均呈增大趋势。裂纹尖端塑性区内的第二相粒子与基体的不协调塑性变形可促进疲劳裂纹的扩展,影响疲劳裂纹的扩展速率。     

TA15钛合金疲劳裂纹扩展与显微组织的关系

对TA15钛合金的疲劳裂纹扩展速率及其影响因素进行了研究.结果表明,在β区锻造的模锻件,其低倍组织为清晰可见的β晶粒,属于较粗大的网篮组织.在α β区锻造的模锻件,其组织为双态组织.β区锻件的塑性偏低,但其da/dN疲劳裂纹扩展速率明显比α β区锻件的慢.β区锻件的da/dN疲劳裂纹的断口形貌中,包括裂纹扩展的初期、中间阶段和末尾断裂阶段,都明显存在二次裂纹和解理脆性特征.     

汽车拨叉淬火裂纹分析

对45钢制汽车拨叉在淬火过程中出现的裂纹，运用断口分析法和裂纹分析法找出了裂纹形成的原因，通过改进淬火工艺解决了拨叉的淬火开裂问题。     

电磁热效应对35钢裂纹尖端组织及止裂效果的影响

在自制的ZL－1型超强度脉冲电流发生装置上,对35钢的电磁势效应理裂纹止裂效果进行了初步研究。结果表明：利用电磁热效应可在放电瞬间在裂纹尖端形成焊口,使裂纹尖端曲率半径增大,达到抑制裂纹扩展的目的。对裂纹尖端热影响区的显微组织进行了分析。     

循环载荷下裂尖形变规律的实验研究

应用散斑干涉技术，在常幅载荷下对疲劳裂纹扩展过程中的一个循环周期内，不同加载阶段的裂尖应变、裂纹张开位移进行了原位测量，给出了裂纹闭合对裂纹张开位移及裂尖形变的影响规律。结果表明：由于裂纹闭合和残余压应力的存在，疲劳裂尖应变与外加载荷的平方并不成正比，在加载初期，裂纹处于闭合状态，裂尖应变无明显变化，随着载荷的增加，裂纹逐渐由远离裂尖处张开并向裂尖发展，一旦裂纹完全张开，裂尖应变迅速增加，对裂尖应力-应变状态的分析表明，裂尖材料的应力-应变关系类似于光滑试样低周拉压疲劳应力-应变滞后关系。     

中碳结构钢表面纵裂纹产生原因分析与改善措施

介绍了本钢特钢采用235mm×265mm连铸坯生产的40Cr、40CrMn等钢种,生产(100～130)mm过程出现批量纵裂纹缺陷;研究了钢材、连铸坯裂纹形成机制,明确了钢材纵裂纹是由于连铸过程二冷水冷却不均匀,连铸坯产生皮下裂纹,加热后皮下裂纹扩展到表面所致;得出了通过改善水质,防止喷嘴堵塞,加强连铸坯缓冷,降低加热炉预热段温度等技术措施,可有效控制铸坯裂纹,解决了钢材纵裂纹缺陷。     

大厚板高强钢补焊横向裂纹试验及产生机理

大厚板高强钢构件补焊易产生横向冷裂纹,为了探究其补焊横向裂纹的产生原因,设计了一种小窗口两端加强约束裂纹试验方法来模拟现场施工情况,预制出补焊的横向裂纹.通过金相观察和微观硬度测.试结果表明,在补焊区域出现较大横向裂纹,裂纹面与焊接方向呈45°,这主要是由于氢含量过高和拘束应力过大而引起的氢致裂纹,并在补焊底部熔合区出...     

板坯表面纵裂的原因分析及采取的措施

介绍了中厚板连铸坯目前的表面质量情况,对存在的表面纵裂纹和横裂纹缺陷产生的原因进行了分析,结合连铸坯生产工艺和设备的实际情况,对有利于消除表面裂纹的防止措施进行了探讨并提出了建议。     

预热对夹送辊堆焊裂纹的影响

夹送辊堆焊时，由于淬硬组织、氢的存在等原因，常常出现冷裂纹；由于“液态薄膜”的存在、焊接应力等原因，常常出现热裂纹。本文经过实验，从实践和理论上，研究了预热方法对消除夹送辊堆焊冷裂纹和热裂纹的影响。     

喷丸对铝合金亚表面裂纹闭合修复的影响与试验

目的 研究喷丸修复7075-T651铝合金亚表面裂纹的愈合机理及修复效果。方法 建立材料亚表面裂纹在喷丸作用下的修复模型,运用Ansys进行数值模拟计算,并预测裂纹深度修复阈值;根据模型,利用线切割制造相应的裂纹,并对其进行喷丸修复,从残余应力、疲劳强度、微观结构等方面分析裂纹愈合的机理,并评估修复效果。结果 仿真结果表明,在弹丸直径D=0.5 mm、弹丸速度v=100 m/s时喷丸修复效果最佳,裂纹修复深度阈值为0.15mm;裂纹修复区域的表面应力为非裂纹区域的83.17%,实验结果与仿真结果相符;在修复裂纹后,试件的疲劳强度可以达到完好试样的70.32%。剧烈的喷丸冲击使裂纹亚表面材料产生较大的微观形变热,有利于组织形变,促使裂纹两侧的晶粒组织形成闭合挤压,宏观上表现为压应力下组织的紧密闭合,这种闭合起到了修复裂纹的作用,整体上属于物理性修复,但仍无法完全消除裂纹对材料的消极影响。结论 喷丸通过压力作用对亚表面材料的裂纹进行闭合修复,使材料的疲劳强度得到恢复,这对于铝合金结构件裂纹的早期修复和应急性修复具有积极作用。     

恒幅载荷下棒料V型槽尖端裂纹起始寿命的估算

针对带V型槽金属棒料下料中需要较精确计算下料时间的问题,获得了包含V型槽几何参数在内的V型槽尖端理论应力集中系数的计算公式,并在此基础上,建立了恒幅载荷下V型槽尖端裂纹起始寿命的完整的数学表达式。分析了理论应力集中系数和棒料的材质对该始裂寿命的影响规律。45号钢棒料下料实验证明,利用该文提出的V型槽尖端裂纹起始寿命公式所计算的下料时间和实际的下料时间十分吻合。     

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 以SPHC冷轧镀锌后边部线状凸起缺陷为研究对象,通过相关工艺调查分析、跟踪试验、金相检验等方法,研究了日照钢铁生产的SPHC热轧带钢在冷轧镀锌后,边部“线状凸起”缺陷的产生原因。结果表明,连铸坯表面边部纵向裂纹及卷渣是造成SPHC母材边部裂纹的主要原因。并提出对连铸工艺的相关调整措施,使冷轧镀锌板边部裂纹缺陷得到了有效控制。