M951合金的热疲劳行为

测试了3种镍基合金和1种定向钴基高温合金矩形缺口试样的热疲劳行为.试样缺口处萌生裂纹的扩展长度作为热循环次数的函数.实验结果表明新型镍基导向叶片材料M951合金的热疲劳裂纹萌生速率和裂纹扩展速率最低.M951合金的热疲劳裂纹主要沿晶内枝晶间扩展,主裂纹生长以裂纹尖端连续开裂的形式进行.     

不锈钢复合板热疲劳性能分析

利用冷热疲劳试验机模拟分析了冷热循环对不锈钢复合板热疲劳性能的影响,并采用扫描电镜、电子探针和电子背散射衍射仪对热疲劳试样V形缺口及裂纹区域的形貌和成分进行了深入分析。结果表明,不锈钢复合板热疲劳试样经 20~550 ℃ 7 500次冷热循环后,结合界面处V形缺口区出现微裂纹,且微裂纹起裂于V形缺口尖端基层侧。随着冷热循环的继续进行,微裂纹向基层内扩展,但并非沿着结合界面处扩展,而是沿着基层侧扩展。此外,热疲劳裂纹的起裂和扩展与氧化和应力作用有关,微裂纹起裂于热疲劳试样 V 形缺口区域基层侧表层局部氧化孔洞,并在冷热循环的应力作用下向基层内扩展,同时加剧氧化。随着冷热循环的继续进行,晶界氧化逐渐加剧,导致微裂纹扩展成更为明显的裂纹。     

显微组织结构对GJW35钢结硬质合金热疲劳性能的影响

分析了热处理后ＧＪＷ３５钢结硬质合金的显微组织结构,研究了显微组织对合金的热疲劳裂纹萌生及扩展的影响。结果表明,热疲劳裂纹优先在硬质相区中萌生、扩展,钢基体相阻碍裂纹的萌生及扩展。改善显微组织结构,可提高合金的抗热疲劳性能     

H13、3Cr2W8V和1.2367热疲劳性能的对比研究

采用自约束热疲劳试验方法分别对H13、3Cr2 W8V和1.2367钢进行热疲劳试验,对比分析表面裂纹形貌与截面裂纹深度,计算热疲劳损伤因子。利用Gleeble-3500对材料进行高温抗压实验,并对材料的组织进行SEM观察和EDS分析,研究热疲劳裂纹的萌生、扩展与材料强度和韧性的关系。研究表明:1.2367钢热疲劳后,表面裂纹十分均匀、细小,没有形成主裂纹,其热疲劳抗力高于H13钢和3Cr2 W8V。1.2367较高的强度提高了材料热疲劳裂纹萌生的抗力,材料的热疲劳性能不仅取决于强度与硬度,也取决于良好的冲击韧性。     

GH230合金的热疲劳行为

利用开有V形缺口的平板试样,研究了GH230合金在试验最高温度分别为700、800、900和1000℃,最低温度为20℃的热循环下的热疲劳行为.研究表明,随着热疲劳试验最高温度的增加,GH230合金热疲劳裂纹扩展速率增加,但合金在不同循环温度条件下裂纹扩展长度与循环周次基本满足线性关系.通过光学显微镜和扫描电镜观察了试...     

高温渗碳轴承钢旋弯疲劳裂纹萌生与扩展行为

 为了提高航空轴承的服役寿命,借助QBWP-10000X型旋转弯曲疲劳试验机,研究了高温渗碳轴承钢的旋转弯曲疲劳性能和裂纹萌生扩展行为。结果表明,钢的中值疲劳强度达到913.3 MPa。有效渗层中大量M₂₃C₆和少量M₆C碳化物显著提高了试验钢的表面硬度,渗层不同碳浓度导致马氏体先后发生相变而形成408 MPa表面压应力,进而提高了钢的疲劳性能。疲劳裂纹主要萌生在表面缺陷和次表面碳化物,分别占比71.4%和 28.6%。萌生裂纹缺陷特征尺寸及承载应力对应力强度因子和循环次数影响显著,深犁沟形状由于涉及应力集中而直接影响疲劳循环次数,承受相同加载应力碳化物特征尺寸越大,循环次数越低。裂纹萌生后沿渗碳层碳化物边界快速扩展同时向芯部缓慢扩展,最后在试样疲劳源对侧近边缘区域发生准解理和韧性混合断裂。     

不同烧结条件下Fe-Cu-Ni-Mo-C合金的弯曲疲劳性能及断口分析

以部分扩散预合金Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C粉末为原料,利用模壁润滑温压技术与3种烧结工艺制备合金材料,研究不同烧结工艺下合金的疲劳性能。结果表明:3组不同烧结工艺制备的试样在104~109循环周次下的应力幅值-循环周次(S-N)曲线均为一条连续下降的曲线,不存在传统疲劳概念上的疲劳极限,只存在条件疲劳极限;在107循环周次下,3组试样的条件疲劳极限分别为280、264和239 MPa。断口分析发现,3组试样的疲劳裂纹均萌生在试样表面的棱角处,且均表现为多源萌生;疲劳裂纹扩展以穿晶断裂为主,不同的组织对裂纹的扩展有明显的影响;扩展区存在典型的解理和疲劳辉纹形貌;断裂区有塑性韧窝出现。     

无取向电工钢疲劳裂纹萌生机理及扩展规律研究

以30WGP1600无取向电工钢为研究对象,通过大量疲劳试验,得出了电工钢疲劳寿命分布特征。利用光学显微镜和扫描电镜对疲劳裂纹萌生、扩展规律进行了系统分析。研究结果表明:疲劳裂纹主要萌生于试样的侧表面或侧表面与上下表面转角处的晶粒、晶界和AlN颗粒处;裂纹扩展区表现为解理河流花样特征,瞬时断裂区又表现出类似于单晶体的韧性断裂特征。     

700℃循环热冲击下钴基合金的裂纹扩展及应力计算

对不同缺口类型的钴基合金在700℃下进行循环热冲击试验,采用扫描电镜、光学显微镜和长度测量软件等,对合金在不同循环热冲击次数下产生主裂纹的情况进行统计分析,并计算缺口位置首次热冲击所致开裂或裂纹萌生的热应力。结果表明,不同缺口类型的试样在首次或者较低循环次数的热冲击下均产生一定长度的主裂纹;随循环热冲击次数增多,裂纹不断扩展,但扩展速率减小;热冲击过程中,在WC和Cr_7C_3这两相的内部以及它们与基体的界面处易产生微裂纹,微裂纹聚集长大形成主裂纹并沿着易产生微裂纹的区域(薄弱区域)扩展长大,发生弯曲和偏转,最终沿最薄弱区域断裂。缺口位置应力集中程度不同,致使所产生的裂纹长度以及裂纹产生所需要的热循环次数不同。通过有限元计算结果发现:缺口的应力集中程度对开裂产生重要影响,离缺口越远的位置产生的正应力越小。     

汽车排气系统用铁素体不锈钢的耐热性研究

利用实验室条件下冶炼的Fe-Cr-Nb-Mo铁素体不锈钢,对其高温强度和热疲劳性能进行了研究。研究结果表明:实验钢的高温抗拉强度和屈服强度优于或基本相当于目前所使用的铁素体不锈钢的性能;实验钢的热疲劳裂纹从V形缺口处萌生,夹杂物为裂纹萌生优先区域;热疲劳裂纹长度和扩展速度随热疲劳上限温度的升高而增大;热疲劳裂纹优先沿晶界扩展,高温氧化是疲劳裂纹扩展的主要因素。     

碳化物对热变形中铬半钢的热疲劳抗力的影响

对不同变表中铬半钢的热疲劳行地试验研究,结果表明：共晶碳化物是热疲劳裂纹产生及扩展的主要部位和碳化物破碎程度越大,其热疲劳抗力越高,热疲劳断口属于脆性断裂。     

C/C复合材料SiC涂层裂纹形貌及分布的研究

由于涂层与C/C复合材料之间热膨胀系数不匹配,当冷却至室温时在高温下制备的抗氧化涂层会产生裂纹,为分析涂层裂纹的组态,通过在碳毡和真空穿刺两种C/C复合材料基体上制备单层、双层SiC涂层来研究涂层裂纹的形貌及分布.利用金相显微镜和扫描电镜观察两种涂层裂纹的形貌和分布,解释了裂纹与涂层所受热应力及基体原有缺陷的关系,利用XRD分析了单层和双层涂层的成分,说明了不同类型SiC结构与涂层裂纹之间的联系.结果表明涂层裂纹分布及裂纹宽度与基体纤维方向有关;随着涂层厚度增大,微裂纹数量减少;基体原有缺陷会导致涂层产生穿透性裂纹.     

Isothermal fatigue of an aluminide-coated single-crystal superalloy: Part I

The isothermal fatigue behavior of a high-activity aluminide-coated single-crystal superalloy was studied in air at test temperatures of 600 °, 800 °, and 1000 °. Tests were performed using cylindrical specimens under strain control at ≈0.25 Hz; total strain ranges from 0.5 to 1.6 pct were investigated. At 600 °, crack initiation occurred at brittle coating cracks, which led to a significant reduction in fatigue life compared to the uncoated alloy. Fatigue cracks grew from the brittle coating cracks initially in a stage II manner with a subsequent transition to crystallographic stage I fatigue. At 800 ° and 1000 °, the coating failed quickly by a fatigue process due to the drastic reduction in strength above 750 °, the ductile-brittle transition temperature. These cracks were arrested or slowed by oxidation at the coating-substrate interface and only led to a detriment in life relative to the uncoated material for total strain ranges of 1.2 pct and above 800 °. The presence of the coating was beneficial at 800 ° for total strain ranges less than 1.2 pct. No effect of the coating was observed at 1000 °. Crack growth in the substrate at 800 ° was similar to 600 °; at 1000 °, greater plasticity and oxidation were observed and cracks grew exclusively in a stage II manner. Formerly Research Student, Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge. Formerly Lecturer, Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge CB2 3QZ, United Kingdom.     

高频响伺服作动器活塞杆以喷代镀技术的可行性分析

为提高活塞杆表面耐磨与耐腐蚀能力, 高频响伺服作动器的活塞杆表面常采用电镀硬铬处理工艺。 由于硬 铬层表面存在的微观裂纹会成为腐蚀介质的渗透通道, 导致镀层失效。 另外, 电镀工艺过程会对环境造成严重污 染, 必须有新的工艺方法替代。 热喷涂涂层在耐磨损、 耐腐蚀、 耐疲劳性能方面具有一定的优势, 其替代电镀硬 铬技术已经日趋成熟。 本文综述了热喷涂技术在活塞杆表面替代电镀硬铬工艺技术的典型应用, 并提出了市场对 以喷代镀技术在经济性等方面的需求。     

Effect of Hot Deformation on Formation and Growth of Thermal Fatigue Crack in Chromium Wear Resistant Cast Iron

Chromium wear resistant cast iron is widelyusedin engineering, mining and power industry forits high strength,hardness and wear resistance .Inproduction process , some wear-resistant parts ser-ving in alternative stress due to rapid heating andcooling rate ofteninduces thermal fatigue andresultsinfailure .The badthermal fatigue property of chro-mium wear resistant cast iron is due to eutectic car-bides which distribute as continuous net in matrix.Recent researches showthat hot deformation can …     

Effect of Rare Earth Element on Formation and Propagation of Thermal Fatigue Crack in Low-Chromium Semi-Steel

The formation and growth of thermal fatigue crack in low chromium semi steel were investigated by means of optical microscope and scanning electron microscope, and the function of RE in low-chromium semi steel was analyzed. The results show that the thermal fatigue cracks are mainly generated at eutectic carbides, and the cracks not only grow and spread but also join each other. RE can improve the eutectic carbide‘s morphology, inhibit the generation and propagation of thermal fatigue cracks, and therefore promote the activation energy for the crack‘s propagation, which is especially more noticeable in case of the RE modification in combination with heat treatment. The mathematical model of the crack propagation is put forward.     

Thermal Fatigue Behaviour of Co-Based Alloy Coating Obtained by Laser Surface Melt-Casting on High Temperature Alloy

Inthefieldofaviation,aswormgearvanesofanaircraftenginerevolveathighspeed,theyarebeatenbydustsandparticlesintheair.Afterservingforalimitedtime,theywouldgraduallyproducecorrosionpits,anditispossiblethatthesetinycorrosionpitsbecomecrackinitiation.Therefore,itisconsideredtocoatalayerofalloybylasermelt-castingonthedamagedplacesofvanes,inordertomakethepropertiesofthecastinglayerapproachorsurpassthoseofsubstrate,andgetthevanestoservenormally.Thuscostscanbereducedandapossiblecomprehensiveeconomicbenef…