热处理对65Si2MnWA钢疲劳断裂性能的影响

本文研究了回火温度对弹簧钢65Si2MnWA 组织和性能的影响,重点探讨了疲劳断裂性能及其疲劳与断裂机理。试验结果表明,随回火温度的升高(420～500℃),回火屈氏体变得粗大,碳化物尺寸和间距加大,铁素体回复程度加深。强度升高,随回火温度升高和应力比增大,疲劳裂纹扩展速率增大,门槛值降低,断裂韧性上升。其中,碳化物尺寸和间距是对断裂起关键作用的微观结构参数。从疲劳断裂角度看,弹簧钢65Si_2MnWA 采用860℃油淬,460℃回火较为适宜,因而评价了现行热处理工艺。     

2A12铝合金的多轴加载疲劳行为

采用SDN100/1000电液伺服拉扭复合疲劳试验机对2A12铝合金进行多关键参数的多轴疲劳性能研究,通过对断口的微观分析探究疲劳失效机理。结果表明:等效应力加载条件下,随拉扭相位差的增加疲劳寿命降低,0°相位差下断面裂纹源区能观察到轮胎状、鱼骨状以及钟乳石状的特殊形貌,裂纹扩展区存在二次裂纹和模糊的疲劳条带;分别改变拉、扭平均应力,多轴疲劳寿命均降低,裂纹源区能看到白色絮状的氧化物,瞬断区存在二次裂纹和剪切型韧窝;不同加载波形条件下,正弦波对应最长的多轴疲劳寿命,三角波次之,方波时最短且体现出最大的结构耗能。低-高两级加载条件下,材料产生锻炼效应。     

TA_2／A_3爆炸复合界面微观断裂机制的SEM原位研究

本文借助于ＳＥＭ对ＴＡ_２／Ａ_３爆炸复合界面（包括细小波状界面，中波界面及具有再入射流熔块的大波界面的微观断裂机制进行了动态研究。结果表明，爆炸复合界面微观断裂机制是（１）微裂纹在波头夹杂或再入射流熔块内及熔块的基体界面处萌生，并在裂尖应力场作用下沿与外载垂直方向扩展。（２）在机制（１）作用的同时，沿ＴＡ_２／Ａ_３界面产生微裂纹并在外载作用下，相互连接而扩展。失稳断裂主要是发生在靠近ＴＡ_２／Ａ_３界面熔层的Ａ_３侧再结晶和晶粒长大区的解理脆断，局部地沿界面熔层断裂。在（１）主要是（２）两种机制作用下，最终导致试样失稳断裂。由此可见，细小波状界面，因为其波头夹杂很少，其微观断裂机制主要是（２）而没有（１）的作用，故其复合质量最佳。而具有再入射流熔块的大波界面复合质量最差。应通过调整爆炸复合工艺参数避免再入射流熔块的裹入。此外，本文的研究工作还表明：在室温拉伸载荷下，ＴＡ_２侧的绝热剪切带（绝热组织）不是裂纹易于剪生的地方。     

热处理对12Cr2Mo1R耐热钢断裂韧度的影响

本文对12Cr2Mo1R耐热钢板进行了正火+回火处理(NT),然后再进行模拟焊后热处理(SPWHT),研究了这两种状态钢板在不同温度下的J-Δa阻力曲线,并对断裂韧度J0.2BL值进行了分析。研究结果表明,这两种热处理态组织均以贝氏体为主,所含碳化物都由M3C、M2C、M7C3和M23C6组成,其中M代表合金元素Cr、Mo、Mn和Fe或者它们的组合;在相同热处理的状态下,温度越高,断裂韧度值越高;相同温度情况下,正火+回火态12Cr2Mo1R耐热钢表现出较高的断裂韧度,因为其碳化物含量较小,碳化物之间的间距相对较大。     

硫化温度对CuInS2薄膜微结构和光学性能的影响

采用磁控溅射法在玻璃衬底上沉积Cu-In合金预置膜,采用固态硫源在N2气氛下硫化热处理的方法制备了CuInS2薄膜。研究了硫化温度对CuInS2薄膜的晶相结构、表面形貌和光学带隙等性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等测试手段对薄膜的晶相结构、表面形貌、光学性能进行了表征。结果表明,Cu-In合金预置膜经550℃硫化热处理20min可制备出黄铜矿结构的CuInS2薄膜,并具有(112)面的择优取向,所制备的CuInS2薄膜晶粒粒径约为1μm,光学带隙为1.51eV。     

回火温度对16Col4Ni10Cr2Mo钢断裂韧度和抗应力腐蚀性能的影响

研究了回火温度对１６Ｃｏｌ４Ｎｉｌ０Ｃｒ２Ｍｏ钢断裂韧度Ｋ_（ＩＣ）和抗应力腐蚀性能Ｋ_（ＩＳＣＣ）的影响。发现５１０℃以下回火Ｋ_（ＩＣ）和冲击值ａ_ｋ的变化一致，都表现出回火马氏体脆性，但在回火脆性区内Ｋ_（ＩＣ）不降低。在二次硬化峰之前Ｋ_（ＩＳＣＣ）值很低，这是二次硬化钢不能在硬化峰之前回火使用的重要原因。     

海洋大气中SO2含量对16Mn钢腐蚀断裂及渗氢行为的影响

氢还原对钢材在大气腐蚀中的作用不可忽视,过去对其研究较少。采用电化学渗氢试验及慢应变速率拉伸方法研究了模拟海洋大气环境中SO2浓度对16Mn钢应力腐蚀断裂及氢渗透行为的影响。结果表明,随着SO2浓度的增大,试样断裂延伸率减小,断裂特征由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂;随着SO2浓度的增大,氢渗透电流增大,SO2对氢渗透电流具有双重促进作用,第一个峰值的出现主要与SO2的酸性有关,第二个峰值的出现主要是由于酸的再生循环所致。     

纳米SiO2质量分数对胶粘碳纤维增强树脂复合材料板-钢搭接界面黏结性能的影响

胶黏剂力学性能对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)加固钢结构的界面黏结性能影响显著。基于研制的胶黏剂配比,分析了不同纳米SiO₂质量分数对胶黏剂常温固化后基本力学性能及微观结构的影响,制作了31个CFRP板-钢板双搭接试件,对其进行了常温固化后的承载能力、有效黏结长度、传力模式、黏结-滑移本构等试验研究,得出了纳米SiO₂质量分数对CFRP板-钢板搭接试件界面黏结性能的影响规律,并与常用商品胶黏剂进行了比较。研究结果表明:随纳米SiO₂质量分数的增加,胶黏剂应力-应变关系由线性转变为非线性,应变能、断裂伸长率及剪切强度分别最高提升了292.10%、202.88%和133.12%。微观结构分析表明纳米SiO₂的添加使断面粗糙度显著增加,形成了密集的塑性空穴,产生了更多的微裂纹,使胶黏剂的韧性大幅度提高。当纳米SiO₂质量分数从0增至1wt%,搭接试件破坏模式由界面破坏逐渐变为CFRP板层离破坏。掺入纳米SiO₂能显著增加搭接试件的极限承载力(提升256.96%)及界面有效黏结长度(提升3倍),提高CFRP表面的应变及界面剪应力峰值。纳米SiO₂质量分数为0与0.5wt%的搭接试件的黏结-滑移曲线为双线性三角形模型,纳米SiO₂质量分数为1wt%的搭接试件的黏结-滑移曲线为三线性梯形模型,黏结界面韧性大幅提升。CFRP-钢界面承载能力受胶黏剂拉伸强度与断裂伸长率的双重影响,非线性高强度(即具有较高应变能)胶黏剂对应的CFRP-钢搭接接头具有更好的界面性能。      

ECAP温变形碳素钢中铁素体晶粒的细化机制

在500℃采用C方式ECAP变形制备了亚微晶45钢,用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)和电子衍射(SAED)等分析技术对其进行表征,研究了铁素体组织的演变特征和晶粒细化机制.结果表明:在初始变形道次后,原始的粗大铁素体晶粒因剧烈剪切变形而沿着剪切变形的方向形成剪切变形带,在其内大量的具有亚微米尺寸的板条状位...     

316L不锈钢非比例路径疲劳失效的微观机理

进行316L不锈钢在600℃圆路径下不同应变范围的低周疲劳实验,用透射电子显微镜(TEM)观察疲劳失效断口附近的显微组织,研究了位错结构的路径相关性、幅值相关性以及动态应变时效(Dynamic strain aging,DSA)的路径相关性。结果表明：在室温和600℃的单轴加载变形以平面滑移方式为主,生成了脉络状位错结构;而在圆路径下则生成等轴胞状位错结构,显著降低了材料抵抗变形的能力,在600℃等效应变范围为1.0%条件下的疲劳寿命比单轴路径降低了81%。同时,在圆路径下材料形成胞状位错结构所需最小等效应变范围比单轴的低。600℃圆路径下的DSA效应更为完全,在等效应变范围为1.0%的条件下最大应力跌幅比单轴路径增大了680%;同时,压缩阶段的DSA现象更为显著,锯齿类型由A型经过B型过渡到C型。     

Damage and fracture mechanism of aluminium alloy thick-walled cylinder under external explosive loading

The damage and failure mechanism of aluminium alloy were investigated by means of the radial collapse of a thick-walled cylinder under high-strain-rate deformation. Adiabatic shear bands (ASBs) initiated at the inner surface of the aluminium alloy cylinder, and most of them were in spiral form along the cross-section of the cylinder towards counterclockwise direction. Tip of a shear band propagated along the direction of the maximum shear stress. The propagating trajectory of small shear band rather than developed shear band could be affected by grain boundary. The morphologies of ASBs such as bifurcation, crossing and annihilation were observed, and the evolution of ASBs was affected to a great extent by stress state. The nucleation of microcrack was mostly observed at the weak microstructure in ASBs. The coalescence of microcracks formed the crack within ASBs, and when the critical crack length is reached catastrophic fracture occurs.     

X100管线钢焊接接头组织对其断裂性能的影响

通过调整焊接线能量研究了X100管线钢CO2气体保护药芯焊焊接接头的组织及其对维氏显微硬度和断裂韧性(CTOD)的影响规律.结果表明:和15kJ/cm焊接线能量相比,30kJ/cm线能量下焊接接头的显微硬度较低,粗晶区的断裂韧性也较低,其主要原因是30kJ/cmm焊接线能量下组织中的贝氏体含量减小使得材料强度降低.     

柔性材料对爆炸载荷的缓冲效应研究

建立了柔性材料桙钢复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播问题的完备方程组;使用有限元方法完成 了对复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播规律的系列数值模拟,并着重讨论了不同炸药层和柔性材料层厚度 对柔性材料与钢交界面载荷的影响。     

温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织与织构的影响

使用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和固体内耗仪研究了温轧温度对Cr-Ti-B系低碳钢组织和织构的影响.结果 表明,温轧后钢的组织由变形铁素体和少量珠光体所组成,随着温轧温度的提高铁素体晶内剪切带的含量呈现先提高后降低的趋势,在450℃温轧剪切带的含量最高.剪切带的形成,与Ti和B元素的偏聚密切相关.在350℃...     

深冷处理时间对M2高速钢红硬性的影响

使用洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段研究了深冷处理时间对M2高速钢的硬度和红硬性的影响及其机理.结果表明:深冷处理提高了M2钢的室温硬度和红硬性,深冷12h使650℃红硬性的改善最显著.随着深冷时间的延长残余奥氏体含量不断降低,其形貌由长条形块状转变为薄膜状分布在马氏体板条间;马氏体轴比和...     

内部爆炸载荷下薄壁柱壳膨胀断裂的研究

以大载流体超高速关断装置爆炸桥为研究对象,提出一种破坏损伤度函数,讨论了其薄壁柱壳在爆炸载荷下的动态断裂准则.计算结果与实验结果一致,为同系列不同型号关断装置爆炸桥的设计提供了理论依据.