AN INVESTIGATION OF THE RELATION BETWEEN da/dN AND K_I

本文证明我们所建议的关系: (da/dN)-C[(△K)~2-K_2~2/K_1~2-(△K)~2]~p能够很好地表达R=(K_(min)/K_(max))=常数时(da/dN)随△K的全部变化,其中P值在1左右,C约在3×10~(-3)—10~(-2)毫米/周之间。     

(da)/(dN)与K_1间关系的探讨

本文证明我们所建议的关系: (da/dN)-C[(△K)~2-K_2~2/K_1~2-(△K)~2]~p能够很好地表达R=(K_(min)/K_(max))=常数时(da/dN)随△K的全部变化,其中P值在1左右,C约在3×10~(-3)—10~(-2)毫米/周之间。     

低碳马氏体及马氏体/贝氏体复合组织的疲劳断裂特性SCIEI

用20CrMnMo钢油淬和360℃等温淬火,得到低碳马氏体(LCM)及马氏体-贝氏体复合组织(LCM/B).用四点弯曲加载法进行疲劳试验,测定其裂纹扩展速率da/dN和门槛值△K_(th);并通过显微分析,观测裂纹扩展路径,断口形貌与组织的关系。结果表明,通过短时等温处理引入20％下贝氏体,形成LCM/B复合组织,可大幅度提高门槛值△K_(th),并显著降低裂纹扩展速率.门槛值的提高主要来源于闭合力的提高.文中着重从裂纹扩展路径的变化来探讨组织对da/dN和△K_(th)的作用机理。     

0Cr13Ni4Mo及其与0Cr18Ni11Nb异种不锈钢焊接接头的K_(ISCC)、dα/dN和△K_(th)测定

本文论述了0Cr13Ni4Mo及0Cr18Ni11Nb异种不锈钢焊接接头K_(ISCC)、da/dN和△K_(th)的测定,以及反应堆工作环境条件对其应力腐蚀抗力K_(ISCC)和腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响,为工程设计提供重要的依据。     

FATIGUE FRACTURE BEHAVIOR OF LOW CARBON MARTENSITE AND MARTENSITE/BAINITE DUPLEX STRUCTURE IN STEEL 20CrMnMo

Fatigue crack propagation rate,da/dN,and threshold stress intensity range,ΔK_(th),of steel20CrMnMo containing low carbon martensite or low carbon martensite/bainite(LCM/B)duplex structure,obtained by oil quenching and austempered at 360℃,have been measuredusing specimens under four-point bending.Observation was also made of the crack path andfracture morphology with relation to microstructure.The formation of LCM/B duplexstructure,which caused by 20% lower bainite after short-time isothermal treatment,may re-markably increase ΔK_(th)and considerably decrease da/dN.The effect of microstructure onda/dN and ΔK_(th)was discussed with the emphasis on the crack propagation path.     

载荷比对含氢Ti-4Al-2V钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了含氢量为110μgg/和280μg/g的Ti-4Al-2V钛合金在不同载荷比下的疲劳裂纹扩展行为。载荷比降低，da/dN曲线向高△K方向移动，并逐渐不出现疲劳裂纹的近门槛扩展阶段；无论载荷比和含氢量的高低，稳态裂纹扩展区的裂纹扩展行为符合Paris幂律关系，即da/dN=C(△K）^m；含氢量为110μg/g时，载荷比对稳态裂纹扩展区的da/dN没有影响；含氢280μg/g时，载荷比降低，稳态裂纹扩展区的da/dN也降低；载荷比影响裂纹由近门槛扩展区进入稳态裂纹扩展区的应力强度因子范围△Kp和开始失稳扩展的应力强度因子范围△K1H。载荷比越小，△Kp和△K1H越大。     

2124铝合金TL取向疲劳裂纹扩展门槛值

用降载法测得了2124铝合金TL取向应力比R=0.1、0.3、0.5、0.7下的疲劳裂纹扩展门槛值,用线性拟合法得到da/dN=C1△Kn1中的C1和n1值,将其带入裂纹扩展速率da/dN-△K表达式中,并按标规定取疲劳裂纹扩展速率(da/dN)=10-7 mm/cycle时的△K值为疲劳裂纹扩展门槛值△Kth,分析了应力比对裂纹扩展门槛值的影响.     

显微组织对珠光体钢疲劳裂纹扩展速率的影响

用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及带有切口的三点弯曲试样研究了显微组织对珠光体钢疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:共析珠光体钢中的疲劳裂纹扩展速率da/dN取决于珠光体层片间距。细化珠光体层片间距可有效减缓共析珠光体钢中的疲劳裂纹扩展速率,尤其在高应力场强度因子幅值△K作用的情况下;珠光体钢的疲劳裂纹扩展速率与断裂前的△K之间的关系为:da/dN=6.94×10~(-9)(△K)~(2.919) (mm·c~(-1));显微组织中存在一定量的先共析铁素体可显著降低珠光体钢中疲劳裂纹的扩展速率。     

不同冲击波作用区da/dN下降的机理研究

采用16Mn钢三点弯曲试样,研究了塑性冲击波和弹性冲击波作用区疲劳裂纹扩展速率da/dN的变化结果表明,经过爆炸处理,da/dN在整个冲击波作用区(约100mm)均有明显降低,以塑性冲击波作用区最为明显在整个纯弹性波作用区,如果△K相同,则爆炸处理后的da/dN在不同位置的弹性波作用区基本相同认为冲击波作用下材料具有的裂纹闭合效应使有效应力强度因子△K_(eff)的减小是da/dN下降的主要原因在塑性波冲击区,裂纹闭合主要由裂纹尖端产生的塑性形变和氧化物形成;在弹性波作用区主要由塑性形变和粗糙度产生     

60kg级埋弧焊丝熔敷金属的疲劳裂纹扩展速率

采用MTS-810低频疲劳试验机,在试验频率为10 Hz条件下,应用三点弯曲法对两种60 kg埋弧焊丝熔敷金属进行裂纹扩展速率实验;绘制熔敷金属裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子幅ΔK之间的关系曲线。结果表明:利用线性拟合法得到H08Mn2SiA焊丝匹配HJ431焊剂及SJ101焊剂的Paris方程C系数分别为7.5×10^(-42)和1.2×10^(-49),m系数分别为17.32和20.9,计算得出裂纹扩展门槛值ΔK_(th)分别为93.38 MPa·m^(1/2)和101.34 MPa·m^(1/2)。     

复合孕育工艺的球墨铸铁疲劳强度及断裂韧性

“包内+型内”复合孕育工艺的球铁经热处理呈几种不同强度、塑性、韧性配合的基本组织,测定其疲劳强度和断裂韧性,观察电镜断口特征,并与单一包内孕育工艺的相应基体球铁相比。表明:复合孕育工艺球铁的疲劳裂纹扩展的门坎值ΔK_(th)较高;疲劳裂纹扩展速率((da)/(dN))较低;旋转弯曲疲劳强度σ_(-1)提高1～2kgf/mm~2,疲强比σ_(-1)b有所改善;平面应变断裂韧性K_(1c)有所提高。     

EFFECT OF CATHODIC PROTECTION ON FRACTURE BEHAVIOUR OF LOWALLOY STEELS IN SEAWATER

Fracture behaviour of low-alloy steels AIST4340,HY100,Welten60,AISIA537 and A131 inartificial seawater under static,cyclic loading and at cathodic protection potential has beeninvestigated by using the techniques of fracture mechanics, electrochemistry andelectronfractography.The results reveal that at hydrogen evolution potentials(cathodic pro-tection potential)the critical yield strength required for the occurrance of SCC decreasesfrom 985 at corrosion potential(E_c)to 872 MPa.The effect of cathodic protection on crackpropagation of corrosion fatigue(CF)is not simple,it is closely related to the yield strengthof steels and their SCC behaviour.For the steels with high yield strength,cathodic protectionpromotes(da/dN)_Ⅱ evidently,and reduces △K_(th) value.The(da/dN)-△K curves dis-play a plateau at the third stage of CF for steels with medium or low yield strength.It is men-tioned that the cathodic protection potential for oceaneering constructures should be control-led at top level of the protective range.It seems reasonable that the strength of steel foroceaneeing use might be increased by 200 or 300 MPa.     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头腐蚀疲劳裂纹扩展行为

文中研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。结果表明,在1%NaCl溶液(质量分数)中,AZ31镁合金接头各区域的腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值和强度均低于在空气环境中的结果,但裂纹扩展速度较高。在空气环境下,在裂纹扩展起始阶段,母材区域门槛值最低,裂纹最容易扩展,而在裂纹稳定扩展区域,焊核区域的裂纹扩展速率最快,为da/dN=7.80×10~(-6)(ΔK)~(2.78),前进侧热力影响区的裂纹扩展速率最慢,为da/dN=1.94×10~(-5)(ΔK)~(1.73)。在腐蚀疲劳环境下,母材区域的门槛值最小,最容易发生扩展行为,进入稳定扩展阶段时,后退侧热力影响区扩展最快,为da/dN=3.12×10~(-4)(ΔK)~(1.71),焊核区域扩展最慢,为da/dN=2.78×10~(-4)(ΔK)~(1.50)。AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头各区域的腐蚀疲劳裂纹扩展机理主要是裂纹尖端的阳极溶解和氢脆机理。裂纹扩展路径曲折复杂,裂纹中部发现裂纹"闭环"和分叉形貌,裂纹尾部细小,出现裂纹"跳跃"情况,裂纹尖端附近的施密特因子分布不均匀,裂纹尖端附近的组织整体呈现较软的取向,裂纹总是沿着易于滑移的软取向组织扩展。     

稀土镁球墨铸铁的断裂韧性和疲劳断裂特性

本文指出,用断裂力学参数代替冲击韧性更能正确反映球铁承受静、动载荷抗断能力。介绍了稀土镁球铁K_(Ic),da/dN,△K_(th)等参数的测定方法和特点,研究了金相组织如球化率、石墨形态、球径、基体组织等对球铁断裂韧性的影响,对强韧球铁应具有的冶金结构进行了探讨。同时,对疲劳断裂过程各个阶段的裂纹扩展特性进行了观察。作者认为,改善球铁的金相组织有可能在强度和韧性方面出现较大突破。     

FRACTURE TOUGHNESS AND FATIGUE FRACTURE OF RARE EARTH-MAGNESIUM NODULAR CAST IRON

本文指出,用断裂力学参数代替冲击韧性更能正确反映球铁承受静、动载荷抗断能力。介绍了稀土镁球铁K_(Ic),da/dN,△K_(th)等参数的测定方法和特点,研究了金相组织如球化率、石墨形态、球径、基体组织等对球铁断裂韧性的影响,对强韧球铁应具有的冶金结构进行了探讨。同时,对疲劳断裂过程各个阶段的裂纹扩展特性进行了观察。作者认为,改善球铁的金相组织有可能在强度和韧性方面出现较大突破。     

EFFECT OF CRACK CLOSURE ON SLOW PROPAGATION IN DUAL-PHASE STEEL

The effect of ferrite content in ferrite-martensite dual-phase steel on the initiation and prop-agation of fatigue crack and the plastic deformation at crack tip has been studied.In the rangeof ferrite content from 24.2 to 41.5％,the optimum seems to be 33.8％,of which the crack ini-tiation will be prolonged,the threshold value increased,the propagation rate decreased and theclosure stress intensity factor increased.As the propagation force is described by effectivestress intensity factor,three steels with various ferrite contents will show the same propagationbehaviour on da/dN vs △ K_(eff)curve.It is shown that the closure effect increases with thedecrease in △K at the fatigue crack tip.When △K equals to △K_(th),the closure effect reachesa maximum value of0.7 in a dual-phase steel with 33.8％ferrite.     

奥氏体—贝氏体球铁的强度特性

本文研究了奥氏体—贝氏体球铁的性能和组织间的关系。研究结果表明,它不仅具有高强度(σ_b>100kgf/mm~2,σ_(-1)=40～42kgf/mm~2),而且有高的塑性和韧性(δ_5>6％,K_(IC)=280kgf/mm~3/2)。同时,其疲劳门槛值△Kth较高,而疲劳裂纹扩展速率da/dN较低.因此扩大了球铁的使用范围.     

Q345钢断裂韧性和裂纹扩展速率研究

分别对Q345钢J积分值和裂纹扩展速率进行了测定.测定了其JR曲线lnJ=5.75 0.67ln△a,J1c=184.5 kJ/m2;疲劳裂纹扩展速率方程为da/dN=3.25×10-12(△k)4.分析了显微组织对断裂韧性和裂纹扩展速率的影响,并用扫描电镜对断口进行了观察.     

HT60高拉力钢在人工海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性

对高拉力钢HT60的腐蚀疲劳裂纹扩展特性和门槛值区域特性,采用紧凑拉伸试件在人工海水中进行了实验和研究,结果表明:在空气中的da/dN与ΔK_(cff)关系可以作为在海水中的da/dN与ΔK关系的一个偏保守的预测;在高应力比的高ΔK区域,由于应力诱起溶解促进了裂纹扩展的加速;该裂纹开口应力强度因子K_(op)仅反映了裂纹表面同腐蚀生成物接触的结果,从而导致了K_(op)在裂纹尖端的偏大的估计结果。     

FATIGUE CRACK GSOWTH AND CRACK CLOSURE OF SIMULATED OVER-MATCHED WELDED JOINTS

1.~onItiswellknownthatthefatigUefailureisoneofthecornmonfailuresinmetalstructuresincludingweldedstmctures.VariousformulaehavebeensuggestedtopredictfatigUecrackgrowthrates,andthosewidelyusedinpracticeareasfollows:da/dN=cI(AK)acda/dN=c2(ACOD)?/dN=c3(AJ)%FortnulaeaboverelatedfatigUecrackgrowthrate(da/dN)eitherwiththerangeofstressintensityfactor(isK),orwiththerangeofcrackopeningdisplacement(ACOD),orwiththerangeofJ--intendvalue(6J)ofafatigUeloadcycle.However,sincethediscoverybyW.Elb..['…