1100 MPa级高强钢的低周疲劳行为

研究了在对称应变控制条件下1100 MPa级调质态高强钢的低周疲劳性能,借助OM、SEM、TEM等手段对高强钢在低周疲劳载荷下的微观组织、断口形貌、裂纹扩展特性、夹杂物形态等进行了研究。结果表明,调质态1100 MPa高强钢具有优异的低周疲劳性能,主要有2个原因:一是由于夹杂物形态为近圆形,直径为2～5μm,低于夹杂物引起疲劳裂纹萌生的临界尺寸,裂纹萌生于试样表面,提高了疲劳裂纹萌生寿命;二是原奥氏体晶界、马氏体板条包/束界、夹杂物/孔洞都会诱导裂纹偏转,使裂纹走向曲折,降低了裂纹扩展速率,提高了疲劳裂纹扩展寿命。     

CP800钢的低周疲劳特性研究

CP800钢是一种汽车用800 MPa级复相钢。采用加载频率为1 Hz、应力比为-1的拉压疲劳试验研究了汽车用CP800钢的低周疲劳特性。采用Coffin-Manson方程对试验数据进行拟合绘制拟合曲线得到疲劳参数σ'_f、b、ε'_f、c。预测循环次数2N_f与应变幅Δε_t/2之间的关系方程为Δε_t/2=2269.4/2.3×10~5(2N_f)~(-0.107)+0.72(2N_f)~(-0.779)。采用体视显微镜和扫描电镜观察分析疲劳试样断口的宏观和微观形貌。分析发现:CP800钢疲劳试样断口有多个裂纹源,裂纹扩展区有明显的疲劳辉纹,瞬断区存在大量韧窝。钢的循环应力变化的效果为:疲劳寿命的前半段试样承受应力较大,并逐渐硬化;后半段承受的应力减小发生软化。     

62Sn─36Pb─2AgSMT封装焊点的等温剪切低周疲劳特征SCIEI

研究了表面封装焊在剪切应力作用下等温低周疲劳特征，得到疲劳寿命与循环应力幅的关系曲线．分析了６２Ｓｎ─３６Ｐｂ─２Ａｇ焊点的低周疲劳失效机理。结果表明：６２Ｓｎ─３６Ｐｂ─２Ａｇ表面封装焊点在剪应力控制等温低周疲劳过程中有明显的循环蠕变行为，焊点的失效是由于疲劳与蠕变的交互作用造成的。在２５℃，低应力水平下，焊点的失效主要受疲劳过程控制，而高应力水平下，焊点的失效主要受蠕变过程控制；１００℃等温低周疲劳的失效机理与室温疲劳相似，其由疲劳机理向蠕变机理转化的应力水平τ_（＋）较室温下为低，但在相对应力水平（τ_＋／τ_ｂ和τ_＋／τ_ｂ＇）相同时，１００℃与室温时疲劳裂纹的扩展速率ｄａ／ｄＮ基本一致。     

2195铝锂合金的温热低周疲劳行为和疲劳寿命预测（英文）

为研究2195铝锂合金在温热条件下(100和200℃)的低周疲劳行为,首先进行应变控制的低周疲劳试验。结果表明,合金的起始和中值寿命滞回环均呈现中心对称特征。在100℃、应变幅值为0.6%条件下的循环应力响应曲线表现出完全循环硬化特征,而其他条件下的循环应力响应曲线均呈先循环硬化、然后循环软化的循环特征。随后,采用多种低周疲劳寿命预测模型对2195铝锂合金疲劳寿命进行评价。结果表明,基于总应变能密度的寿命预测模型具有最佳的预测精度。最后,为揭示2195铝锂合金的疲劳断裂机理,对不同试验条件下合金的疲劳断口进行观察。结果表明,在100℃、应变幅值为0.6%的条件下,合金断面上的疲劳条纹十分明显,但随着试验温度和应变幅值的升高,合金断面上的疲劳条纹逐渐弱化。在温度为200℃、应变幅值为1.0%条件下的疲劳断口呈明显沿晶断裂特征。     

热处理工艺对50钢超高周疲劳性能的影响

对50钢进行了正火 高温回火、中温回火、高温回火三种不同热处理状态的对称拉压超声疲劳试验,同时用扫描电子显微分析技术和X射线能谱分析方法对50钢的疲劳断口形貌进行显微分析,研究其疲劳断裂行为和疲劳断裂机理.结果表明,50钢存在表面和内部两种裂纹萌生机制;在本试验范围内,热处理工艺对50钢超高周疲劳性能的影响较低周和高周为小,随着寿命的增加,影响越来越弱;热处理工艺对50钢不同的疲劳阶段有不同的影响起源于不同的裂纹萌生机制,对常规疲劳性能起改善作用的热处理工艺可能对材料超高周疲劳性能的改善没有太大作用.     

夹杂物对超高强度钢低周疲劳裂纹萌生及扩展影响的原位观测

采用扫描电镜原位观测了数微米大小夹杂物对超高强度钢疲劳裂纹萌生及扩展的影响,并用有限元法解释了夹杂物尺寸和形状对疲劳裂纹萌生及初期扩展的影响程度,得到了超高强度钢低周疲劳裂纹萌生与扩展特性和夹杂物对疲劳破坏的关键尺寸的估计值．同时,讨论了现行实验方法对确定铁基材料裂纹扩展速率的作用．     

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。     

氢致脆断的TEM原位拉伸观察

通过对预充氢３１０不锈钢薄膜在透射电镜下的原位拉伸观察，并和不含氢试样的结果相比较，研究了氢在韧－脆转变中的作用及氢致脆断机理，结果表明，预充氢的３１０不锈钢试样在拉伸过程中从裂发射大量位错，平衡后形成无位错区；纳米级微裂纹优在ＤＦＺ中形核，微裂纹不钝化为空洞，而是通过多个微裂纹的形核及相互连接导致裂纹的脆性扩展，即氢使奥氏体不锈钢由韧变脆的根本原因是氢抑制了ＤＦＺ中纳米级微裂纹向空洞的转化。     

Ti－1023合金拉伸试验的电镜原位观察

用扫描电镜和透射电镜原位观测了Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ合金经固溶处理获得亚稳定β相后在拉伸过程中α″相的形成、长大及裂纹的萌生与扩展，以及最终断裂过程．并采用ＤＩＣ金相方法方便地区分滑移线和α″相．     

45碳钢低周疲劳与应力循环棘轮失效的实验研究

对调质处理的45碳素结构钢进行了应变循环低周疲劳实验以及应力控制棘轮失效实验．对于前者进行了带平均应变和不带平均应变的实验,以研究平均应变对低周疲劳特性的影响;对于后者研究了平均应力和应力幅值对棘轮失效的影响．应变循环实验表明：平均应变对循环饱和行为以及低周疲劳循环失效圈数并没有明显的影响,但对材料的循环初期循环塑性行为有影响．棘轮失效实验结果表明：当应力幅值较大而平均应力较小时,材料的棘轮失效主要归于较大塑性应变幅值引起的低周疲劳破坏;当平均应力较大而应力幅值相对较小时,材料的棘轮失效主要归于较大的棘轮应变引起的材料韧性破坏,其失效准则可以用最大单调极限应变来表征．     

低周疲劳过程中热作模具钢的循环软化特征与机制

在应变控制下,试验了5CrNiMo和5Cr2NiMoVSi两种热作模具钢的循环软化特性及其微观结构的变化。结果表明:在应变幅为Δεt/2=0.6—1.8×10~(-2)范围内,不同硬化状态的试验钢均表现为循环软化特性;软化效应主要集中在前几周,在随后的循环过程中应力幅变化较小,软化效应减弱;整个循环过程中,未观察到明显的应力饱和现象。TEM分析表明,循环软化与塑性变形的不均匀性有关。试验钢的软化是由于在循环变形中位错结构转变成低密度、低内应力的位错胞状组织,以及细小碳化物在位错往复切割下碎化而重新回溶引起的。     

金属材料在循环载荷下塑性变形传播对疲劳性能的影响

对疲劳裂纹萌生寿命和扩展速率的研究表明，４０Ｃｒ钢调质和正火态存在加载频率效应，而１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ钢固溶处理态未发现加载频率效应。引起加载频率效应的实质是，随加载频率不断提高，金属材料塑性变形传播速度不断减小，从而改变塑性区特性。     

22Mn—13Cr—5Ni—0.2N钢裂纺Z字形扩展的TEM原位分析

采用ＴＥＭ拉伸方法，对２２Ｍｎ－１３Ｃｒ－５Ｎｉ－０．２Ｎ钢断裂中出现的裂纹Ｚ字形扩展进行了原位分析，结果表明：在拉伸中裂纹Ｚ字形扩展是由材料（１１１）面相对滑动和沿（１００）面开裂两种方式交替进行完成的，这种扩展方式同晶体与外力取向有关。     

22Mn-13Cr-5Ni-0.2N钢裂纹Z字形扩展的TEM原位分析

采用TEM拉伸方法，对22Mn－13Cr－5Ni－0．2N钢断裂中出现的裂纹Z字形扩展进行了原位分析结果表明：在拉伸中裂纹Z字形扩展是由材料〔111〕面相对滑动和沿〔100〕面开裂两种方式交替进行完成的这种扩展方式同晶体与外力取向有关．     

应力控制条件下奥氏体不锈钢的低周疲劳性能

以JIS SUS 304和SUS 304N为实验材料,在应力控制条件下研究了两种奥氏体不锈钢的低周疲劳性能.结果表明:（1）在低应力区（σa<430 MPa）,SUS 304N的疲劳寿命高于SUS 304的疲劳寿命;但在高应力区（σa>430 MPa）,静强度较高的SUS 304N的疲劳寿命反而低于SUS 304的疲劳寿命.（2）SUS 304中疲劳微裂纹萌生的循环次数比远小于SUS　304N.在低应力区,SUS　304中的疲劳微裂纹萌生后。其扩展速率大于SUS　304N;但在高应力区,SUS　304中的疲劳微裂纹萌生后,其扩展速率小于SUS 304N,使它在高应力区的疲劳寿命超过了SUS 304N.（3）添加氮元素后.奥氏体组织的稳定性得到提高.疲劳实验过程中SUS 304发生了显著的应变诱发马氏体转变,而SUS 304N基本未发生此现象.