保温时间和缺口半径对DZ951合金热疲劳性能的影响

通过扫描电子显微镜研究了保温时间和缺口半径对DZ951合金热疲劳性能的影响。结果表明,在相同上限温度下,随着保温时间的延长,合金裂纹萌生次数增加,热疲劳抗力提高。铸态合金热疲劳裂纹在碳化物处萌生。热处理合金通过氧化萌生裂纹。裂纹萌生后,主要通过氧化产生孔洞并通过孔洞相互连接使裂纹扩展。热疲劳裂纹沿着与枝晶生长方向呈45°角扩展。热处理合金具有优异的热疲劳性能。随着缺口半径的增加,应力集中减小,合金热疲劳性能提高。     

DZ951合金的热疲劳性能

研究了不同上限温度对DZ951合金热疲劳性能的影响.结果表明:随着上限温度的升高,热疲劳裂纹扩展速率增加,合金的热疲劳抗力降低.DZ951合金经热处理后,热疲劳性能提高.合金主要通过氧化产生孔洞,孔洞相互连接使热疲劳裂纹萌生和扩展.合金热疲劳裂纹扩展具有一定的晶体学取向,沿{111}面〈110〉方向即与枝晶生长方向呈45°角扩展.     

离心铸造LGJW20钢结硬质合金热疲性能研究

在自约束型热疲劳试验机上对LGJW20钢结硬质合金进行了热疲劳试验,借助金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法观察了合金的显微组织,重点研究了LGJW20的热疲劳性能表现,分析了热处理工艺对合金热疲劳性能的影响。结果表明:合金中硬质相主要由鱼骨状共晶碳化物、网状二次碳化物及大块状碳化物组成;合金的热疲劳裂纹在缺口根部萌生,以一条主裂纹形式沿碳化物扩展;合适的热处理工艺能提高基体的高温屈服强度,改善合金的组织结构,提高了合金的热疲劳性能。LGJW20经过980℃淬火、200℃回火处理后热疲劳性能最佳。     

ZAlSi7Cu4在不同工艺条件下的热疲劳裂纹生长

对不同工艺处理的铝硅合金ZAlSi7Cu4用自约束型热疲劳实验机进行20 300℃、20 350℃和20 400℃的热循环试验,研究不同处理工艺对该材料热疲劳性能的影响及不同温度幅对裂纹生长的影响。通过光学显微镜和扫描电镜观察试样的热疲劳裂纹形貌,研究合金热疲劳损伤机制。结果表明:该合金经过T6处理后比其他两种方式处理的合金具有更好的热疲劳性能;颗粒的位向会影响裂纹的扩展路径;在下限温度不变的情况下,随着上限温度的提高,ZAlSi7Cu4的3种状态合金的寿命都缩短。当下限温度为20℃时,合金在上限温度为300~350℃区间内的温度敏感性高于其在上限温度为350~400℃区间内的温度敏感性。     

热应力作用下碳化钨基钢结硬质合金梯形裂纹的形成机理

在自约束型热疲劳试验机上对碳化钨含量不同的钢结硬质合金进行了热疲劳试验，用金相显微镜和扫描电镜对热疲劳裂纹扩展行为进行了研究。结果表明：在热应力作用下，不仅在合金的表面，在合金的内部都形成了“梯形”裂纹。这种形态的裂纹是由试样缺口处的热疲劳裂纹扩展而引起的，合金中的钢基体相阻碍裂纹扩展，而WC硬质相诱导裂纹扩展，这两种因素的综合作用促使热疲劳裂纹成“梯形”扩展。分析认为：使WC粒子在钢基体中均匀分布，提高钢基体的热疲劳抗力，从而来阻止梯形裂纹的形成，是提高碳化钨钢锆硬质合金抗热疲劳性能的有效途径。     

缺口取向和再结晶对一种定向凝固钴基高温合金热疲劳性能的影响

在定向凝固钴基高温合金中采用V型缺口分别垂直和平行于凝固方向的板状热疲劳试样,并在缺口位置预制再结晶组织,研究了在最高温度为1000℃,最低温度为室温的冷热循环下,缺口取向和再结晶对定向凝固钴基高温合金热疲劳性能的影响.结果表明,缺口取向垂直于凝固方向时,基体在应力作用下循环氧化开裂;缺口平行于凝固方向时,热疲劳性能下降,裂纹沿枝晶间扩展.再结晶降低定向凝固钴基高温合金的热疲劳性能,再结晶晶界氧化开裂,晶界析出的M23C6型碳化物氧化脱落后形成的孔洞加速了裂纹扩展;连接枝晶间碳化物的再结晶晶界成为缺口平行于凝固方向时热疲劳裂纹的优先扩展通道.     

单晶高温合金的冷热疲裂纹生长行为研究

研究了3种不同镍基高温合金在不同的热循环温度下的热疲劳性能.结果表明,单晶高温合金具有较好的热疲劳抗性,分别用光学显微镜和扫描电镜对热疲劳裂纹的萌生和扩展行为进行观察发现,裂纹首先在缺口处萌生,而在不同合金中裂纹的扩展行为具有显著差异.在单晶高温合金中裂纹的扩展方向与枝晶生长方向成45°,而在Mar-M002多晶定向合金中,裂纹则主要沿着枝晶间区域的共晶和碳化物进行扩展.扩展方式的不同对合金的热疲劳抗性会产生很大的影响.     

QT400球墨铸铁的热疲劳行为

采用V形缺口试样,通过上限温度为500~900 ℃的热疲劳试验研究了QT400球墨铸铁的热疲劳行为,并对不同上限温度下材料热疲劳裂纹的萌生与扩展以及试样的显微组织与硬度等进行了分析。结果表明,热疲劳裂纹主要从试样的V形缺口底部萌生,上限温度越高,裂纹萌生越早,萌生后扩展速率也越快,其热疲劳寿命越低;随着上限温度的升高,试验后试样基体的硬度逐渐增加,上限温度由700℃上升到800℃时,试样硬度快速上升;热疲劳试验过程中的氧化腐蚀、球墨形态以及组织变化等为球墨铸铁QT400的热疲劳破坏的主要影响因素。     

WC颗粒增强钢基复合材料热疲劳裂纹扩展方式与机理研究

以复合电冶熔铸技术制备的WC颗粒增强钢基复合材料为研究对象,通过热震试验,研究热裂纹的扩展方式、途径和基本规律,并分析了热疲劳机理。结果表明,萌生热裂纹需要一定的孕育期,五至十次循环后,裂纹就会萌生在缺口根部倒角圆弧与两边的切点处。热疲劳裂纹的扩展方式分为通过碳化物和钢基体的分界面扩展、贯穿大颗粒WC和大块碳化物扩展、沿网状碳化物链扩展、穿越WC小颗粒聚集区扩展、穿过鱼骨状碳化物扩展和穿越钢基体扩展。热疲劳裂纹的扩展可分为弯曲扩展或分岔扩展,裂纹扩展前方的孔洞、微裂纹和热应力聚集共同作用导致了热疲劳裂纹的延伸。热疲劳裂纹扩展机理是增强颗粒、钢基体、组织缺陷和热应力的综合作用结果。     

不同基体组织的蠕墨铸铁热疲劳性能的研究

采用板状带V型缺口的试样，研究了蠕墨铸铁的基体组织对其热疲劳性能的影响。结果表明，当热循环温度的上限超过珠光体相组织变化温度时，蠕墨铸铁的热疲劳性能随基体组织中珠光体量的增加而下降；相反，当热循环温度的上限低于珠光体相组织变化温度时，稳定的珠光体组织可以有效地阻止热疲劳裂纹的扩展，蠕墨铸铁的热疲劳性能会随基体组织中珠光体量的增加而增强。     

Thermal fatigue behavior of K465 superalloy

The thermal fatigue behavior of K465 superalloy was investigated at the peak temperature of 1050℃. By scanning electron microscopy （SEM） and optical microscopy, the main crack length was observed and measured. The initiation sites of the tested alloys are different in as-cast （named as K465） and solution heat treatment （named as SK465） conditions. In K465 alloy, most thermal fatigue cracks nucleate at （Nb,W,Ti）C carbides. In SK465 alloy, thermal fatigue cracks initiate in interdendritic regions, MC-type carbides and some interfaces. Thermal fatigue cracks propagate in transdendritic mode, and M6C-type carbides could retard thermal fatigue crack growth for SK465 superalloy.     

真空熔烧镍基合金—碳化铬复合涂层抗疲劳性能的研究

研究了用真空熔烧法制得的镍基合金－碳化铬复合涂层的热疲劳行为。结果表明,复合涂层的热疲劳行为与热循环上限温度、涂层厚度有关。随涂层厚度减薄,热疲劳抗力增加,随热循环上限温度升高,其热疲劳抗力降低,裂纹扩展由快到慢,最后停止,热疲劳裂纹有沿相界面开裂的特征,复合涂层具有高的抗氧化性。     

变质处理后Fe-V-W-Mo-Cr合金热疲劳性能的研究

采用自约束热疲劳试验机对Fe-V-W-Mo-Cr合金进行了热疲劳试验,采用金相显微镜对热疲劳裂纹扩展行为进行了研究,同时用RE-Mg对Fe-V-W-Mo-Cr合金进行变质处理。结果表明,经RE—Mg变质处理后,碳化物和基体组织明显细化,并产生较多的小块状和颗粒状碳化物,促使合金的导热系数增加,热膨胀系数减小,热疲劳裂纹萌生所需热循环次数增加,裂纹扩展速率减小,在热循环700周次后的热疲劳裂纹长度减小约49％。     

不同类型碳化物在基体中的分布对高速钢轧辊性能的影响

通过对具有不同组织的两种进口高速钢轧辊及一种国产辊环进行冷热疲劳试验及摩擦磨损试验,研究了不同类型碳化物在基体中的分布对高速钢轧辊性能的影响。结果表明,在晶界处分布的大块未溶共晶碳化物周围容易萌生裂纹,且大块的未溶共晶碳化物在经过多次冷热疲劳循环后容易碎裂并脱落,在磨损过程中,大块未溶共晶碳化物同样容易发生碎裂及脱落现象,大大影响耐磨损性能;裂纹容易沿晶界处分布的碳化物扩展,且晶界处分布大块的未溶共晶碳化物或碳化物联结成网状容易促进裂纹的扩展;晶界处M2C型碳化物与晶界成一定角度分布,具有一定阻碍裂纹扩展的作用;不同类型碳化物在基体中的弥散分布对于提高其耐磨性能具有很大作用。     

氧化对WC_p/钢基表层复合材料热裂纹萌生扩展的影响

利用负压实型铸渗工艺,通过涂覆预制块法,成功地制备了以高铬钢为基材,WC为增强颗粒的表层复合材料,通过氧化增重法、热震实验法及扫描电镜等分析测试方法重点研究了氧化对WC/钢基表层复合材料热裂纹萌生及扩展的影响。研究结果表明:WC颗粒在高于600℃时,会氧化成为结构疏松的WO3,并且随着温度的升高,氧化反应的速度加快,而WC的氧化,对热疲劳裂纹的萌生和扩展产生重要的影响。在500℃以上的空气环境中,复合材料基体会在裂纹源的尖端处形成氧化物。结合环境中的氧对裂纹扩展影响的分析可知,生成的氧化物为裂纹的扩展提供了途径,并且使复合材料极易在热应力的作用下导致开裂。     

3Cr2W8V钢热疲劳裂纹长大方式的原位观察

在TS-2型台式扫描电子显微镜中,装入自制的微型热疲劳试验装置,观察了3Cr2W8V钢热疲劳裂纹长大过程,结果表明:热疲劳裂纹长大前,主裂纹尖端首先钝化,在其前方出现孔洞或不连续微裂纹,热疲劳裂纹的长大通过主裂纹与孔洞及微裂之间的桥接方式进行。     

稀土变质及热处理对低铬耐磨铸铁热疲劳裂纹形成的影响

研究了稀土变质及热处理对低铬耐磨铸铁热疲劳裂纹形成的影响。结果表明：低铬耐磨铸铁热疲劳裂纹主要萌生于共晶碳化物处，裂纹以自身发展和彼此连接、汇合方式长大，稀土元素能改善共晶碳化物的形状。抑制热疲劳裂纹的萌生与扩展，与热处理共同作用效果更明显。     

IN-SITU OBSERVATION OF THERMAL FATIGUE CRACK GROWTH IN STEEL 3Cr2W8V

The growing process of thermal fatigue cracking,in steel 3Cr2WSV was observed under deskSEM fitted with sell-made minisized device for thermal faligue test.Before the growing ofthermal fatigue crack,the main crack tip reveals to blunt firstly,and some holes anduncontinuous microcraeks occur in front of it.The growth is developed by bridging of maincrack together with holes and microcracks.