典型结构单轴与三轴振动损伤特性探讨

设计一种典型标准试验件,对该标准件在单轴与三轴随机振动环境下的响应进行理论仿真,并在三轴振动试验系统上开展试验研究。基于试验响应数据,对试件三轴与单轴顺序加载所造成的相对疲劳损伤进行对比分析,为航天产品振动试验方式的选取提供参考。     

SUS301L不锈钢激光焊接头疲劳损伤行为研究

研究SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳性能,并获得相应的S-N曲线及条件疲劳极限,通过宏观断裂形貌和疲劳断口分析,探讨SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳断裂模式与损伤行为。结果表明:SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头失效概率为1.0%和0.1%的疲劳极限最大力分别为2.22、2.08 kN;通过有限元模拟分析得出,板材加载端的焊缝连接处是应力集中强烈部位,疲劳裂纹从该区域萌生并扩展;根据加载疲劳应力的大小,焊接接头在最终的断裂模式出现低应力疲劳断裂与高应力疲劳断裂两种模式,低应力疲劳断裂典型特征为"穿板断裂",而高应力疲劳断裂表现为"穿板+穿缝"特征。     

基于能量耗散率的NEPE推进剂疲劳损伤分析

为研究NEPE推进剂在应变加载条件下的疲劳损伤演化,基于循环加载过程中的推进剂耗散能变化,利用能量耗散变化比对推进剂疲劳过程进行分析。通过4个应变幅值进行了单轴拉伸疲劳试验,得到不同应变幅值下NEPE推进剂疲劳寿命,并得到在不同加载周次下的耗散能。结果表明,这种能量法能够以直观的方式解释疲劳损伤过程中损伤的累计,在对数坐标下耗散能变化比的稳定值与疲劳寿命呈明显的线性关系,稳定值随初始加载应变幅值的增大而增加。当加载应变增大时,材料稳定段相邻加载间损伤累计越快,疲劳寿命相对减小,也解释了2次循环加载间损伤发展的原理。     

HR2钢动态损伤与层裂的微观机理

利用轻气炮加载和样品软回收技术,对HR2钢进行了试验,获得了软回收层裂样品。通过对软回收样品进行电子显微镜观察以及金相分析,将材料微观组织变化、破坏模式与相应的宏观力学破坏模式相比较,深入研究了这一材料的动态损伤与断裂机理。结果表明:在低速冲击下,HR2钢的变形是以孪生为主、滑移为辅的塑性变形,并未发生断裂;在高速冲击下,其变形是孪生和滑移的组合变形,断裂则是由沿晶界产生微孔洞、微裂纹并汇合形成大裂纹和少量穿晶断裂相混合引起的。     

06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢热变形行为研究

为指导06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢塑性加工工艺参数制定及构建数值模型所需材料数据,利用热模拟试验机进行单向等温压缩试验,温度为900～1 200℃,应变速率为0.01～1.00 s-1,变形量为60%。根据真应力-真应变曲线对06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢热变形机制进行分析,结合线性拟合建立流变应力本构方程和临界应变模型。结果表明:在较高变形温度和较低应变速率下,06Cr18Ni11Ti不锈钢的主要软化机制为动态再结晶,真应力随温度升高而降低,随应变速率减小而降低;为验证流变应力本构方程的准确度,比对预测结果与试验结果,相对误差在10%以内,得到06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的热变形激活能为440.61 kJ/mol。     

镁合金动态力学行为研究进展

概述国内外对多晶镁、单晶镁及镁合金在高应变率加载条件下的力学性能及其相应的塑性变形微观机制,说明动态加载条件下镁合金研究的重要性,阐明镁合金在动态力学特性研究领域的缺陷及微观变形机理研究领域的不足之处,指出在将来的研究中应该充分重视研究手段、研究方法以及在准静态研究领域值得借鉴的研究成果,同时展望研究方向的重点。     

高温形变热处理时变形后淬火前的保温仃留对强化的影响

<正> 本工作中试样尺寸为15×30×90毫米。所用钢种为35XГCA、36Г2C、34XH3MФ、35X5BMФC、45X6M2ФC、5XHM、5XB2C、60C2XФA、6XГHMФ和12X18H10T。这些试样在奥氏体化后在压力机上进行镦粗,变形量为40～50％。在变形温度下于电炉中保温停留(等温保持)或在空气中冷却(在淬火前稍降温),接着在水中或油中淬火     

基于等径通道挤压法的超细晶铜动态剪切变形行为实验研究

采用等径通道挤压（ECAP）法制备了超细晶铜,分析其微结构的热稳定性及其对材料动态力学性能的影响。利用Hopkinson压杆及MTS液压伺服实验机对ECAP超细晶铜和原始铜帽型剪切试样进行应变控制加载,结合图像数字相关法及“冻结”回收试样的微观和X射线衍射分析,对其动态剪切变形行为及微观组织演化开展研究。结果表明：ECAP后的超细晶铜在准静态剪切下具有应变硬化特征,但在高应变率下剪切应力-剪切应变曲线呈软化特征;高加载率下产生动态再结晶的绝热剪切带是导致应变硬化率为负的原因;按塑性功计算的超细晶铜再结晶温度仅为325 K,因此超细晶铜在高应变率下易发生绝热剪切失稳变形现象。     

微观组织对Ti6321钛合金靶板爆炸断裂失效的影响

通过不同热处理工艺获得不同组织的Ti6321钛合金靶板,研究微观组织对Ti6321钛合金靶板在爆炸加载过程中变形和断裂行为的影响。结合光学显微镜和扫描电子显微镜,对爆炸回收后的靶板进行微观断口和失效分析。结果表明：等轴组织靶板具有较高的抗变形能力,魏氏组织靶板具有较高的抗层裂破坏能力和较低的厚度减薄率,断裂模式包括塑性变形及中心颈缩环、沿颈缩环部分断裂、沿颈缩环全部断裂和中心完全撕裂;在200 g TNT爆炸加载下,双态组织靶板发生拉伸和剪切断裂;在300 g TNT爆炸加载下,等轴组织靶板发生拉伸、剪切断裂和层裂,双态组织靶板发生剪切断裂和层裂,断口均为韧性断裂;魏氏组织靶板在两种TNT药量加载下均产生剪切断裂,断口为韧性和脆性的混合型断裂,靶板的层裂和剪切断裂均为绝热剪切失效。     

工程机械用800 MPa低合金高强度钢焊接接头低周疲劳性能研究

针对大型工程机械用800 MPa低合金高强度钢及其焊接接头,进行低周疲劳性能研究。试验在常温下进行,对称三角波加载。试验结果表明,母材两个轧制方向的应变疲劳寿命没有明显差别,焊接接头的疲劳寿命偏低。焊接接头的局部软化是应变集中,导致应变疲劳寿命降低的主要原因。应变疲劳断口有明显的条纹特征,母材疲劳断口上伴有与条纹平行的二次裂纹,焊接接头的疲劳断口条纹清晰且宽度较细。试验确定的循环应力应变特性参数和应变疲劳寿命参数有明显的相关关系。     

不同载荷历史作用下 2Cr13 钢循环变形行为的微观解释

对淬火高温回火的未服役新叶片材料及已服役近７万ｈ的旧叶片材料２Ｃｒ１３钢进行了低周、高周疲劳试验。用透射及扫描电镜对其微观结构的演变进行了观察。新２Ｃｒ１３钢经低周疲劳软化后，位错发生了较大范围的动态回复，形成了具有较低能量的亚晶界结构，位错运动的平均自由程增大是其软化的原因。服役后旧叶片本身已发生了软化，微观应力测定结果表明旧叶片的微观应力较小，而且低温冲击断口的ＳＥＭ观察发现旧叶片中已形成了微空洞。服役叶片的低周疲劳实验也表现出循环“软化”，但位错亚结构的变化却表现了循环硬化的特征，这说明服役叶片的循环软化是由于旧叶片内已形成的微空洞损伤造成的。     

静载拉伸和低周疲劳下Q235钢磁声发射特性

为揭示应力与磁声发射的关系以及明确磁声发射与铁磁性金属材料疲劳状态的关系,建立Q235钢静载拉伸的力-磁耦合模型和低周疲劳寿命模型,开展磁声发射的应用与理论研究。从有限元仿真的角度分析静载拉伸下磁声发射信号产生机理,根据低周疲劳仿真结果设计磁声发射低周疲劳试验。通过自行搭建的试验平台,验证建立的静载拉伸模型和低周疲劳模型,研究静态拉伸和低周疲劳两种状态下的磁声发射信号规律。结果表明：在静载拉伸下,在弹性范围内磁导率随着拉应力的增大呈现出线性增大的趋势,导致试件上的损耗增大,同时磁声发射信号变弱,磁声发射信号的均方根电压和包络面积呈下降趋势;在低周疲劳下,Q235钢低周疲劳寿命可以通过Smith-Watson-Topper模型进行预测,且Q235钢磁声发射信号的振幅、脉冲计数特征参数随着循环周次的增大也呈现出下降的趋势;研究成果明确了应力对磁声发射的影响以及疲劳状态对磁声发射的影响,为磁声发射的特征提取与模式识别提供了理论参考依据。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢摩擦过程中的扩散与相变

对 1 Cr1 8Ni9Ti奥氏体不锈钢摩擦过程中的组织与成分变化进行了研究。结果表明 :1 Cr1 8Ni9Ti不锈钢经摩擦之后碳元素和其它合金元素在表面发生了明显的富集与扩散。但(马氏体 )相变只有在转速和压力比较低、摩擦时间较长、磨损速率较小各合金元素充分扩散的条件下才会发生。晶粒细化的程度受摩擦条件变化的影响     

腐蚀介质对双相不锈钢2205腐蚀性能影响的研究

采用金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法和成分分析以及金相分析手段,研究经过不同热处理的双相不锈钢2205在35℃条件下、两种腐蚀介质(质量分数10%的HCl溶液和10%的H2SO4溶液)中的腐蚀行为和耐蚀性能。结果表明:在H2SO4溶液中,双相不锈钢2205表面形成钝化膜,阻碍腐蚀的发生,钝化膜的主要成分是Cr2O3、FeO、Cr-O等氧化物;而在HCl溶液中,双相不锈钢2205的耐蚀性较差,且其耐蚀性与热处理固溶温度呈正相关。     

超细晶粒形变热处理67B及72A钢丝的研究

研究了采用预冷变形快速加热与低温形变热处理复合强化工艺处理的６７Ｂ及７２Ａ钢丝的组织与性能。结果表明：经过该工艺处理的６７Ｂ及７２Ａ钢丝晶粒度大于ＡＳＴＭＮｏ．１１．０级，对于３．５ｍｍ的钢丝，可获得σ＿ｂ＝１７５０～１９５０ＭＰａ，＞４５％，ｎ扭＞５，自身缠绕合格的超高强塑性能。不同工艺制做的该钢丝弹簧，在ｔ＝８０℃，τ＿０＝８００ＭＰａ的高应力作用下，工作１０年后的负荷损失率不大于７．４３％。测定了该钢丝弹簧的Ｇｏｏｄｍａｎ曲线，超细晶粒形变热处理６７Ｂ及７２Ａ钢丝弹簧的疲劳强度不低于世界先进国家同类弹簧水平。分别采用ＴＥＭ和ＳＥＭ进行组织结构分析和断口分析。     

稀土对11%Cr铁素体不锈钢组织和性能的影响

测试了添加稀土元素和Ti、Nb的11%Cr铁素体不锈钢的力学特性,观察了退火后冲击试样的断口形貌,利用金相显微镜和透射电镜观察退火前后不锈钢的组织,分析加入稀土的铁素体不锈钢韧性变化原因。结果表明:退火前添加稀土比添加Ti、Nb的11%Cr铁素体不锈钢综合力学性能提升效果好;退火后添加稀土的11%Cr铁素体不锈钢为韧性断裂,这是由于稀土夹杂物在晶界上富集,起到钉扎效应。     

热处理对渗碳层组织和接触疲劳性能的影响

用滚轮试样测定了热处理工艺对18Cr2Ni4WA钢渗碳层组织和接触疲劳性能的影响,优选出了最佳工艺。并从残余奥氏体、未溶碳化物和马氏体回火程度几个方面分析了组织和性能之间的关系。     

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢焊接接头组织及性能

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊接接头微观组织及力学性能。研究结果表明：试验得到了表面成形良好、内部无裂纹、未熔合等缺陷的焊接接头;焊缝组织主要为奥氏体以及被奥氏体基体包围的铁素体树枝晶,高氮奥氏体不锈钢熔合线附近组织主要为奥氏体,603钢熔合线附近组织主要为条片状马氏体、贝氏体以及回火马氏体;接头的断裂形式以韧性断裂为主,存在少量的解理断裂特征,能谱仪点扫描结果表明,韧窝中心的第2相粒子为富Fe的碳化物;焊接接头的平均抗拉强度达722 MPa,平均断后延伸率达20.2%;焊缝金属的动态屈服强度为913 MPa,最大工程应力为2 045 MPa,抗冲击性能优于603钢母材。     

低温退火对1Cr18Ni9Ti钢组织和性能的影响

研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢冷变形后微观组织和性能随低温退火温度变化的规律。实验结果表明:低温退火后微观组织结构发生明显变化,位错组态由高密度位错缠结向位错胞、位错网格结构变化。450℃退火析出第二相,σ_(0.002)、σ_b、HV较变形态有明显提高,由此提出了1Cr18Ni9Ti钢在不同退火温度范围内的不同强化机理。