超高强度钢应力腐蚀断口的分形维数研究

用垂直剖面法测定了30CrMnSiNi2钢在去离子水中应力腐蚀开裂断口的分形维数。结果表明,在裂纹扩展过程中裂纹尖端塑性区保持很小的条件下,应力腐蚀开裂形成的断裂表面的分形维数与断面的有效表面能密度γ_p之间有正的变化关系。在本工作试验条件下,应力腐蚀开裂过程是使断裂表面增维的过程。文中分析了失稳扩展区断裂表面的分维比紧邻的亚稳扩展区表面的分维低的原因。     

分形盒维数在裂纹转子故障诊断中的应用

在模拟转子实验台上进行了实验,模拟大型旋转机械转子系统的无裂纹轴与有裂纹轴的振动过程.根据裂纹转子故障振动信号的分形特征,对无裂纹转轴与有裂纹转轴的试验数据进行了分形盒维数研究计算.结果表明:无裂纹轴的轴心轨迹为椭圆,其对应的分形盒维数较小;有裂纹轴的轴心轨迹较为复杂,其对应的分形盒维数较正常轴更大.因此,分形盒维数可用于裂纹转子的故障诊断.     

Zr及Zr—4合金的循环耗散能,分形维数与疲劳寿命的关系

测定了纯Ｚｒ及Ｚｒ－４合金在室温和４００℃下低周疲劳寿命曲线,分别选用循环塑性耗散应变能和疲劳断口表面分形维数作为疲劳损伤参量,根据Ｚｒ及Ｚｒ－４合金表现为循环硬化,饱和、再软化三阶段的特征,建立了不同变形阶段的累积塑性耗散应变能表达式。结果表明,不同塑性应变幅下循环塑性耗散应变能与疲劳寿命之间满足指数关系。疲劳断口表面分形分析表明：分形维数与疲劳寿命之间也满足指数关系,循环塑性耗散能、分形维数与     

材料断口分形维数测量方法研究进展

通过对材料断口定量研究重要性的描述引入分形理论。首先，从分形定义、分形特征图形和分形计算原理3个方面对分形理论进行阐述；其次，介绍小岛法、垂直截面法、计盒维数法等3种分形维数的基本测量方法及其改进方法；最后，对分形实验中可能出现的变量进行简要分析。本研究提出测量分形维数实验时优先考虑计盒维数法，以及在分形实验前需要控制断口参数、拍摄方案、拍摄数据处理方式等实验变量。     

形变氮化08F钢冲击断口的分形研究

利用垂直截面法测量了０８Ｆ钢经不同形变氮化复合后冲击断裂表面的分形维数。结果表明，材料的冲击能Ａ和沿裂纹扩展方向剖面Ｋｏｃｈ曲线的分形维数Ｄ地均随表变量的增而增加。分形维维数Ｄ与ｌｎＡ之间呈正变化的关系，且满足下列关系式：ｌｎＡｋ＝４９．４３ＫＦ－５１．４４。     

基于分形盒维数的双跨轴承转子系统故障诊断方法研究

以双跨轴承转子系统为研究对象,针对其状态监测与故障诊断中存在的问题,利用分形盒维数的方法对系统进行分析。通过提取试验台振动信号并计算其分形盒维数实现对系统的故障诊断。结果表明,不同工作状态下的盒维数各不相同,不平衡故障的盒维数最大,碰摩故障的盒维数次之,正常运转时的盒维数最小,盒维数随着计算网格数的增加而减小。该系统以分形盒维数为特征兆量,能够快速准确地对双跨轴承转子系统进行状态监测与故障诊断,具有一定的应用价值。     

应力腐蚀门槛植和断口分形维的定量关系

建立了ＫＩＳＣＣ和断口分形维数ＤＦ之间的定量关系，根据分形几何原理对ＫＩＣ和ＫＩＳＣＣ的取向依赖关系进行了分析。     

锆-4合金疲劳断口的分形维数分析

采用基于有限元反射模型的SFS（shape from shading）算法对锆-4合金低周疲劳断口进行三维重建，定量描述了断口表面的三维形貌。然后，根据小岛法的基本理论，研究了断口三维形貌的分维计算方法，计算了一系列平行于断口表面的分维值。结果表明：在40％～60％高度范围内，根据小岛法作出周长L（η）-面积A（η）在双对数图上呈近似直线关系，表明Zr-4合金断口具有良好的分形特征；分形维数D变化范围为1．5809～1．6450，平均值1．603l，标准差0．0237。表明在此切割高度范围内，高度对分维值影响较小。     

基于分形理论研究钢包底吹过程夹杂物的分形维数

依据相似理论,以LF精炼炉为研究对象,在不同时间节点拍照,采用图像分析软件(Iamge Pro-Plus)、Matlab软件和分形理论中计盒维数法,对液相中的不规则单颗粒及团聚体的分形维数进行计算,研究了不同流量下夹杂物粒子实际上浮速度与粒子边缘分形维数的关系。结果表明,盒维数求斜率法均可精确地求出夹杂物的分形维数,夹杂物的形貌越复杂,分形维数越大;增加吹气量,有利于夹杂物的碰撞团聚,使团聚体的分形维数变大;夹杂物的分形维数与实际上浮速度呈正相关,这与采用分形维数和动力直径计算的理论值基本一致,说明该方法是准确可行的。     

基于分形盒维数的齿轮泵故障诊断

针对液压齿轮泵的三种典型故障--轴承磨损、齿轮磨损和侧板磨损,在小波包分解的基础上,采用分形盒维数的方法对故障的振动信号进行了盒维数研究计算.结果表明,齿轮泵在不同故障状态下,其盒维数明显不同,利用盒维数可以准确诊断出齿轮泵的工作状态.     

RELATIONSHIP BETWEEN FRACTAL DIMENSION AND CYCLIC CREEP PROPERTIES OF ROTOR STEEL 34CrMoA

Vertical section method has been used to measure the fractal dimension of cyclic creep frac-ture surfaces of rotor steel 34CrMoA at 550℃.The relationship between fractal dimensionand cyclic creep properties has been analyzed.The fractal dimension is dependent upon thepower product of minimum creep rate and rupture time,and satisfies the linear function withrupture strain.     

20Cr11MoVNbNB钢的蠕变性能与组织的关系

研究了20Cr11MoVNbNB钢550—650℃的蠕变性能及组织的变化,发现在550℃,蠕变应力>180MPa时,过渡蠕变应变和蠕变时间的ε_β-ι~(1/3)关系中,呈现前期斜率β_1大于后期β_2的两段线性关系;550℃稳态蠕变速率可用■=Aσ~nexp(-Q_c/RT)来表示,其中n=4.7,Aexp(-Q_c/RT)=5.37×10_(-16);550—650℃的表观蠕变激活能Q_c=430kJ/mol,其值远大于基体Fe原子的自扩散激活能;发现在蠕变过程中,随蠕变应力和蠕变时间增加,沉淀相的总量和其中的Cr,Mo,V含量增加,Fe和Nb含量则下降。     

RELATIONSHIP BETWEEN CREEP PROPERTIES AND STRUCTURE OF STEEL 20Cr11MoVNbNB

Studies were made of the creep properties and structure change of steet 20Cr11MoVNbNB at550-650℃.It is found that at 550℃ when creep stress>180 MPa there exists linear rela-tion with two different slopes β_1 and β-2 between transitional creep strain ε_β and creeptime t~(1/3),and β_1(in initiol period)>β_2(in later period).The Creep rate of stable stage at550℃ can be expressed by =Aσ exp(-Q_ /RT),where,n=4.7.A exp(-Q_ /RT)=5.37×10~(-16).Apparent creep activation energy Q_ =430 kJ/mol at 550-650℃,which ismuch higher than the self-diffusion activation energy of atoms for matrix Fe.In creepprocess,as the creep stress and time increase,the total weight of precipitated phases and rela-tive weight of Cr,Mo and V increase,but those of Fe and Nb decrease in precipitated phases,     

SiC增强2024Al及6061Al合金复合材料的高温蠕变与循环蠕变行为

通过对ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ与ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的蠕变及循环蠕变行为的对比研究发现，虽然ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料与ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料相比有较高的蠕变抗力，但其蠕变门槛应力却较低，两种材料在２９８℃都显示循环蠕变减速行为，但后者更明显，ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料的稳态循环蠕变速率随卸载量增加首先降低然后升高，而ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的稳态循环蠕变速率却随卸载     

FRACTAL DIMENSION AS MORPHOLOGY AND SIZE PARAMETERS OF FRACTURED PARTICLES OF ROCK

Semi-automatic image analysis system was used for the surface fractal dimension measurement of 15 kinds of rock-fractured particles. The results indicate that the surfaces of the particles that have a size of about 200 mesh are fractal, and that the fractal dimension is in the range of 2.07～2.11. Therefore, some definitions of particle size such as surface diameter, equivalent volumetricly surface diameter are equivocal without giving the step length and the drag diameter, free-fall diameter, and stokes'diameter may be modified by the fractal dimension.     

马氏体/贝氏体耐热钢焊接接头的界面蠕变损伤行为

采用脉冲氩弧焊接工艺、高温加速模拟、高温持久实验研究了不同焊缝蠕变强度匹配条件下马氏体耐热钢9Cr1MoVNbN与贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiB异种钢焊接接头的高温强度、界面蠕变损伤及破坏特征.研究结果表明,焊前523 K预热、焊后1023 K×1 h回火条件下,接头的力学性能优异.加速模拟运行500,1000和1500 h后低匹配焊接接头的界面蠕变损伤最严重,发生了界面蠕变断裂,早期失效倾向较大;中匹配接头的蠕变损伤最小,仅发现个别孤立蠕变孔洞,早期失效倾向最小,中匹配接头在923 K下的持久强度(σ105)与低匹配接头比较接近;高匹配接头在923 K下的持久强度(σ105)最低,蠕变孔洞几乎连成裂纹,蠕变损伤和早期失效较大.因此,对于上述异种钢焊接接头采用中匹配焊缝较为合理.     

金属断裂表面的分形(Fractal)与断裂韧性

本文借助于图象分析技术使用Slit island方法研究了两种高强度钢不同热处理制度和不同试验温度条件下平面应变断裂表面的分形维数.结果表明,断裂表面是一种分形结构,断裂韧性K_(IC)值的对数随分形维数D_F增加成单调下降的直线关系.这种关系反映了不同热处理制度所引起的材料微观结构变化和不同试验温度所引起的断裂机制变化,D_F可以做为金属断裂韧性的一种度量。最后,用临界裂纹扩展力与不规则断裂表面真实面积之间的关系对结果进行了理论分析.     

EVALUATION OF CREEP PROPERTIES FOR 316FR STEEL THICK PLATE WELDMENT USING MINIATURE CREEP SPECIMEN

Evaluation of creep properties of the welded joint through taking local fluctuation of the mechanical properties into consideration is experimentally or analytically seldom carried out. The purposes of the present study are to examine the surface strain distribution in the weld metal of a full thickness welded joint specimen and subsequently to investigate the local variation in the properties of the all-weld metal part of the joint using miniature specimens. A welded joint was prepared for 316FR steel plates by gas tungsten arc welding process using Mod. 316L filler wire. Creep tests were conducted at 823K in air using full thickness large welded joint specimens, HAZ and all-weld metal miniature specimens. From the results obtained, it is concluded that the creep properties of multi-layer welded joints strongly depend on the location of specimen sampling.     

300M超高强度钢应力腐蚀敏感性及断口的分维特征

用WOL试样研究了300M钢在35%NaCl水溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)特性及阴极极化(偶锌)的影响,并用垂直剖面法测量了断口的分形维数。结果表明,300M钢对中性NaCl水溶液应力腐蚀敏感,阴极极化(CP)明显降低临界应力强度因子,但同时也使平台区裂纹扩展速率(da/dt)Ⅱ显著减小。在本文实验条件下;,断口表面为一近似分形结构,SCC过程是使断裂面降维的过程,在临界应力强度因子附近,自然腐蚀电位(FCP)与CP条件下的断口分维值接近,CP条件下试样中部与近表面断口分维值相近。