含钛高强带钢中心分层样拉伸过程断口分析

针对高强焊接结构钢HG70C带钢在力学性能检验中产生拉伸样断口中心分层缺陷,试验设计获得不同拉伸应力的试样,并对比分析未分层试样。通过电镜观察拉伸样断口截面中心偏析带组织和裂纹的演变,从微观上分析了拉伸样断口心部分层微裂纹的渐进演变过程。研究表明,中心处珠光体组织随着变形伸长扩展,与铁素体界面没有产生微孔。分层断口微裂纹是在超过屈服强度后逐步产生的,且在带钢中心厚度位置存在过多连铸偏析的铌钛夹杂物和MnS带边缘处诱发微裂纹。随着拉伸应力逐渐增大,这些微裂纹相互扩展长大形成了贯通平台,最终产生层状分离断口。     

高强钢拉伸样断口中心分层渐进失效分析

为探讨高强钢热轧板带在力学性能检验中出现严重的拉伸样断口中心分层现象,结合HG70C钢试验设计不同拉伸应力级别的试样,并通过金相检测和电镜观察拉伸样断口截面中心偏析带组织和裂纹的演变,从微观上分析拉伸样断口芯部分层的渐进过程,为改善钢材拉伸性能建立了实验依据。研究表明,中心偏析带颈缩阶段由于承受三向拉应力作用,导致珠光体带组织被拉长变细,并沿Z向扩展;分层断口裂纹是在应力加载过程中逐步产生的,当载荷超过屈服强度时,在芯部区域存在的大量铌钛夹杂物边缘处诱发微裂纹,随着拉伸应力的增大,微裂纹相互连接,形成裂纹孔洞贯通平台,最终产生层状分离断口。     

高强焊接钢HG70C拉伸断口中心分层机理浅析

高强焊接结构钢HG70C热轧板带在力学性能检验中出现了严重的中心分层缺陷,为此设计了不同应力级别的试样.通过金相检测、电镜扫描分析了拉伸断口的组织,描述了拉伸断裂的机理.研究结果表明,过量的钛元素形成夹杂物,通过拉应力产生了微裂纹;随着应力增加,裂纹逐步扩展.     

Q550D拉伸分层原因分析

利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)，对低合金高强钢Q550D的典型拉伸分层断口进行了微观分析。结果表明：组织为贝氏体+铁素体+颗粒状碳化物，存在一定程度的带状分布。试样拉伸变形过程中，大尺寸碳化物处的位错塞积导致萌发微裂纹和孔洞，试样出现缩颈后产生垂直拉应力导致裂纹扩展，组织的带状分布进一步促进了裂纹的扩展，最终形成宏观断口分层。     

Q550D拉伸分层原因分析

利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)，对低合金高强钢Q550D的典型拉伸分层断口进行了微观分析。结果表明：组织为贝氏体+铁素体+颗粒状碳化物，存在一定程度的带状分布。试样拉伸变形过程中，大尺寸碳化物处的位错塞积导致萌发微裂纹和孔洞，试样出现缩颈后产生垂直拉应力导致裂纹扩展，组织的带状分布进一步促进了裂纹的扩展，最终形成宏观断口分层。     

不同应力状态下6063铝合金断裂机制原位拉伸研究

用SEM-520原位拉伸实验对可以实现不同应力的6063铝合金试件的断裂过程做了详细研究和分析.研究结果表明:不同应力状态下的铝合金试样在拉伸过程在其表面上都产生了大量的滑移带,但断裂机制不同.随着三轴应力度的降低,断裂从正断向剪断过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6063铝合金晶界是其最薄弱环节,大量微裂纹产生于晶界,随着载荷的增加,微裂纹长大和扩展,与此同时,在局部变形带中沿晶界和滑移带又产生了新的微裂纹,微裂纹之间通过扩展或剪切而连接导致试样断裂;试样最小截面上的三轴应力度越小,试样断口的2个面上韧窝的取向越明显,而且断口越光滑.     

Q235B 热轧H型钢拉伸试验分层断口的显微分析

Q2 35B热轧H型钢拉伸试验后出现分层断口。用扫描电镜进行了显微观察 ,发现分层现象与试样中超长的带状组织密切相关。用能谱仪对断口分层处和超长铁素体带上的夹杂物进行了成分分析 ,证实都是硫化物。试样拉伸时在铁素体带上密集分布的硫化物处产生大量微裂纹 ,同时超长铁素体带的变形又受到阻碍 ,导致该处在试样拉断之前裂纹已经贯通 ,最终在断口上形成分层。因此 ,拉伸试验断口出现分层的原因是试样中存在密集分布的硫化物和超长的带状组织。     

复相钢拉伸断口分层原因分析

两种商用800 MPa级复相钢拉伸后分别出现了正常断裂和断口分层两种状态.通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、维氏硬度计等手段分别对正常断裂和断口分层的试样进行了系统的研究,分析了断口产生分层的机制和主要原因.结果表明:断口分层与试样厚度中心组织偏析带及偏析处...     

6063铝合金韧性断裂机制的研究

设计可实现不同应力状态的原位拉伸试样,在SEM下进行原位拉伸试验,对断裂过程做了详细的研究和分析.试验表明,不同应力状态下的试样表面在拉伸过程中都产生了大量的滑移带,但其韧性断裂机制不同.随着三轴应力度的降低,断裂从韧窝剪切机制向纯剪切断裂机制过渡,试件断口也由韧窝断裂模式向剪切断裂模式演变;6063铝合金的晶界最薄弱,微裂纹形核于晶界,随载荷增大,微裂纹之间通过扩展或剪切连接导致试样断裂;试样最小截面上的三轴应力度越小,试样断口的两个面上韧窝的取向越明显,而且断口越光滑.     

船板拉伸试样断口分层的研究与控制

对船板拉伸试样断口分层的原因进行分析和研究,通过试样金相组织扫描证明造成船板拉伸试样断口分层的主要原因是板坯中心偏析严重所致;实践证明,降低板坯中心偏析,可大大降低船板轧后拉伸试样断口改判率。     

带缺口的熔模铸造TiAl合金断裂特性的扫描电镜原位观察(英文)

采用感应凝壳熔炼技术和熔模铸造方法制备TiAl合金。在增量加载情况下,采用扫描电镜原位观察技术观察带缺口的熔模铸造TiAl合金试样的裂纹扩展和断裂特性。在拉伸变形的整个过程中,观察并分析裂纹萌生、扩展直至断裂的全过程。结果表明,TiAl合金的断裂机制不仅对于缺口区域附近的微裂纹敏感,而且与层片方向和加载轴的位向有关。当局部应力大于TiAl合金的断裂韧性时,高的拉伸应力就会导致裂纹萌生、扩展直至断裂失效。因此,TiAl合金的塑性和高的拉伸应力导致带缺口的TiAl合金的断裂失效。     

Effect of cold rolling on properties and microstructures of dispersion strengthened copper alloys

Mechanical properties and microstructures of unidirectionally and tandem rolled alumina dispersion strengthened copper（ADSC） alloys under different conditions were investigated by tensile test, optical microscopy（OM）, transmission electron microscopy（TEM） and scanning electron microscopy（SEM）. For unidirectionally rolled ADSC alloys, their strengths and elongations in the longitudinal direction are higher than those in the transverse direction under both cold rolling and annealing conditions. Once fracture appears in their longitudinal stress--strain curves, sudden reduction of overall stress level before complete fracture can be observed in the transverse tensile curves. The anisotropy of mechanical properties for the ADSC alloy can be greatly improved by tandem cold rolling. And no sudden reduction of overall stress level appears in the stress--strain curves for tandem rolled ADSC alloys. The differences of their microstructures and tensile fractures were analyzed. In order to compare the differences of tensile fracture mechanism in different directions, longitudinal and transverse fracture models for unidirectionally rolled ADSC alloys were also introduced.     

超细晶粒高碳钢微复相组织及性能

在650℃采用等通道角挤压变形(ECAP)方法对原始组织为层片状珠光体的T8钢进行了Bc方式(每道次挤压后,试样按同一方向旋转90°进行下一道次挤压)的4道次变形,获得了晶粒尺寸在亚微米量级的超微细复相(α+θ)组织,其中等轴铁素体晶粒尺寸约为400 nm,球化完全的渗碳体颗粒粒径约为150 nm。微拉伸实验和SEM断口观察表明,经过4道次ECAP变形后,超微细复相组织的抗拉强度相对于原始珠光体组织而言有所下降,从867 MPa降至819 MPa,但屈服强度显著提高,由479MPa增加到664 MPa,相应的整体伸长率和断面收缩率分别从4.5%、5.2%增加到18%、31%,硬度值变化不明显;超微细复相组织的断口形貌由大量细小的韧窝构成,为典型的韧性断裂,而原始珠光体组织断口形貌则由河流花样组成,呈脆性解理断裂特征。     

强韧化热处理对TA15钛合金组织和性能的影响

采用光学显微镜,扫描电镜和电子拉伸机等研究了TA15合金经两阶段强韧化退火热处理后的显微组织和性能。结果表明:采取两阶段的热处理工艺后,TA15合金的组织由约20%的初生等轴α,55%的片状α和β转变基体的组织组成;合金具有良好的塑性及较好的室温和高温强度,在975℃×1 h,WQ+850℃×2 h,AC的制度下,TA15合金的室温抗拉强度为1005 MPa,屈服强度为914 MPa,伸长率、冲击韧性分别为13%和72.2 J/cm^2。合金的冲击韧性I与次生片层α厚度t具有较好的线性关系I=26.504t+44.915,冲击断口形貌可以观察到大量的韧窝,表明合金的断裂机制以韧性断裂为主。随着第二重退火温度的升高,次生片层α厚度增加,韧窝逐渐变大,韧性增加。     

原位SEM研究LDMD Ti-6Al-4V合金β晶界对拉伸断裂行为的影响

目的研究β晶界对激光直接熔化沉积(LDMD)Ti-6Al-4V合金裂纹形核或传播行为的影响,以澄清合金的断裂机制,为合金性能的改善提供理论依据。方法采用LDMD Ti-6Al-4V合金粉末,在Ti-6Al-4V基板上逐层堆积形成沉积层。沿沉积层扫描方向截取试样,在室温下观察样品的微观组织形貌,并对原位拉伸过程中的微观组织演化进行实时研究。同时研究β晶界对微裂纹萌生、扩展和断裂的影响行为,总结断裂机理。结果 LDMD Ti-6Al-4V合金组织宏观呈现出沿构造方向生长的粗大柱状β晶,β晶内由板条状α晶和整齐排列的具有相同生长取向的α簇组织组成,并有少量孔洞缺陷。采用原位扫描电镜拉伸样品时发现,在横向拉力作用下,样品最初在孔洞周围发生变形,之后裂纹的萌生扩展主要沿β晶界进行,β晶界对拉力起阻碍作用,造成样品的伸长率较低。拉伸过程中,微观组织主要沿着β晶界周围的α相变形,并且孔洞缺陷引起的应力集中使得缺陷周围变形最严重,变形方向与拉力方向呈45°。结论孔洞缺陷决定了样品的初始变形位置,而β晶界则决定了裂纹传播的方向,且由于拉伸试样的截取方向与β晶界相垂直,导致样品的伸长率较低,所以β晶界对样品的力学性能及断裂机理起决定作用。     

Influence of columnar grain boundary on fracture behavior of as-cast fully lamellar Ti-46Al-0.5W-0.5Si alloy

The fracture behavior of fully lamellar γ-TiAl alloys depends on the angle between the lamellar orientation and loading axis,but the role of the presentation of grain boundary cannot be ignored.To investigate the influence of the grain boundary on the initiation and propagation of cracks,the tensile test of the alloy was conducted at room temperature with loading axis parallel and perpendicular to the lamellar orientation,respectively.The cracks adjacent to the fracture zone of the tensile specimens have been investigated to analyze the fracture behavior.Results show that the grain boundary has dual influences on the fracture behavior.When the loading axis is parallel to the lamellar orientation,cracks are preferentially initiated at and propagate along the grain boundaries.When the loading axis is perpendicular to the lamellar orientation,the grain boundaries can prevent the propagation of cracks from running across.Additionally,serrated-shape grain boundaries have a better inhibiting effect on the propagation of cracks than planar boundaries.     

近全层组织γ-TiAl基合金的室温拉伸断裂机理

通过对直缺口近全层组织的扫描电镜原位拉伸实验以及相应的断裂表面观察，结合有限元计算了TiAl基合金近全层组织拉伸的断裂机理。研究表明：许多裂纹在塑性变形前沿着层间起裂和扩展，断裂过程的驱动力是拉应力。在直缺口试样中，许多裂纹直接起裂于缺口根部，并且沿着层间扩展。随着拉应力的增加，主裂纹和新裂纹也可以通过障碍晶粒的穿层解理断裂来连接。通过有限元计算得沿层断裂强度大约为50MPa，穿层断裂强度大约为120MPa。     

激光沉积TA15钛合金退火处理工艺及网篮组织变形机制研究

以TA15钛合金球形粉末为原料,采用激光沉积制造技术制备TA15钛合金厚壁件。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了α+β两相区退火处理对TA15钛合金室温拉伸性能和显微组织的影响,并对网篮组织在拉伸过程中的变形机制进行讨论。结果表明：经α+β两相区不同温度退火后,显微组织为网篮组织或近网篮组织,退火温度对α相的形貌尺寸具有明显影响;退火后力学性能仍表现出方向上的各向异性：沉积方向上强度较低,塑性较好,而垂直沉积方向上强度高,塑性较差;粗大的层间区组织滑移变形具有“开路”作用,而柱状晶晶界对α相的滑移产生一种“固定”作用;显微硬度值随退火温度升高变化不大,显微硬度值受α相含量影响;网篮组织中的α片层组织在应力的作用下由原来近似正交方向逐渐向近似平行于应力方向变形,α片层组织的交错排列导致滑移变形时互相产生阻力;α+β两相区退火处理后的两种方向上断口形貌相似,断裂方式相同,均为韧性断裂。     

Influence of silicide on fracture behavior of a fully lamellar Ti-46Al-0.5W-0.5Si alloy

The fracture behavior of fully lamellar binary γ-TiAl alloys is extremely anisotropic with respect to the lamellar orientation.For the fully lamellar Ti-46Al-0.5W-0.5Si alloy,the existence of silicide ...