LT1350涂层线涂布钢辊疲劳断裂失效机理分析

涂布钢辊在工作中同时承受弯矩、扭矩的作用。钢辊的辊轴零件在较小的交变载荷作用下,过早发生了疲劳断裂失效,其断裂类型为脆性断裂。疲劳断裂的发生是多个因素联合作用的结果,主要因素有：交变循环应力;轴径变化引起轴根部的应力集中;因熔化焊接工艺引起的钢辊焊接头区域微观组织改变;焊缝区的焊接缺陷;焊后表面质量,等。这些因素导致焊缝区及零件表面的缺陷成为疲劳微裂纹萌生的起源,而焊接残余应力的存在使平均应力增大,使焊缝缺陷加快扩展到相邻的轴体内部,导致辊轴过早发生疲劳断裂失效。     

φ660mm粗轧机工作辊断裂失效分析

本文根据弹性理论基本原理,简化计算了辊颈上产生的冷热应力值,从理论上证明了该轧辊破断的主要原因是由于设计不当造成了辊颈局部摩擦温升,又由于采用不适当的冷却方式而造成辊颈表面的切向正应力。摸拟试验证明了上述结论的正确性。     

GCr15钢的疲劳和断裂

本文研究了热处理对GCr15轴承钢断裂韧性K_(Ic)和疲劳裂纹扩展速率da/dN的影响。试验结果表明:基体成分及组织是影响K_(Ic)和da/dN的主要因素;淬火加热温度升高,K_(Ic)降低,da/dN增快;提高回火温度,K_(Ic)增加,da/dN减慢,但在230℃回火时,因处于回火马氏体脆性区,K_(Ic)急烈下降,da/dN增加;在低温回火范围内,淬火加热温度对K_(Ic)和da/dN的影响远比回火温度对这两种力学性能指标的影响强烈。对GCr15钢疲劳断口和疲劳裂纹扩展过程观察后认为:在门槛区附近,疲劳裂纹的扩展以沿晶为主;中速区则以断续的再生核机制进行扩展;快速区至最后断裂阶段表现为准解理和沿晶断。     

异种钢焊接接头高温失效的分析

对过热器异种钢管焊接接头早期失效的原因进行了研究。研究结果表明，母材材质和焊接接头缺陷是引起过热器失效的主要原因。提出了严把母材质量关，改进焊接工艺条件，控制过热管工况的结论。     

汽轮机高温螺栓断裂失效分析

断裂螺栓晶粒粗大,有严重的混晶现象,碳化物及其他夹杂物在晶界呈链状或团状析出,使晶界脆化、晶界结合力下降而产生沿晶裂纹,导致螺栓发生沿晶脆性断裂。另外,螺栓在检修中出现表面损伤或受较大的预紧力也是螺栓断裂的另一原因。通过对某火力发电厂汽轮机高温螺栓失效分析,认为高温螺栓断裂机理以蠕变断裂为主;根据螺栓更换及判废标准,对现行的螺栓监督检验方法的有效性进行分析。     

激光局部强化40Cr钢的疲劳断裂特征

提出一种激光局部强化方法提高缺口疲劳裂纹萌生抗力。运用单道技术使无搭接的硬化层这个因素独立出来，运用双道技术模拟搭接搭接情况和模拟搭接情况下激光强化对疲劳裂的影响疲劳失效断口的宏观和微观形貌特征。     

汽车板簧疲劳失效的金相分析

通过金相显微镜对60Si2Mn钢制汽车板簧疲劳损坏的过程进行显微组织分析，研究了疲劳裂纹萌生的位置、扩展过程和扩展途径，探索提高汽车板簧疲劳寿命的有效方法。     

煤矿井下圆环链断裂分析

对井下φ22×86规格的矿用圆环链的大量断裂进行了宏观统计分析。微观断裂机制分析、材料状态检验,并找出了断裂原因。通过进一步对疲劳裂纹萌生和腐蚀疲劳裂纹扩展试验,提出了圆环链生产的合理工艺参数,为稳定圆环链的生产质量提供了依据,大大延长了圆环链的使用寿命。     

XCQ16和20Mn2车轴用钢疲劳失效的微观机理

利用扫描电镜(SEM)对XCQ16和20Mn2两种车轴用钢疲劳断口和裂纹扩展断口进行分析,研究疲劳失效过程中的裂纹萌生及扩展机理.结果表明:裂纹均是从试样表面萌生,非金属夹杂和位错是主要的萌生机制;XCQ16钢在疲劳断口中部区的裂纹闭合效应大于20Mn2钢,裂纹扩展较慢;两者在裂纹扩展区的扩展机理不同,XCQ16钢属于塑性断裂,20Mn2钢属于解理断裂;在非金属夹杂上,XCQ16钢多含氧化物和硫化物的混合夹杂,20Mn2钢主要是氧化物夹杂,混合夹杂对材料的疲劳性能影响较小.     

滚轮接触疲劳可靠性分析

针对工程上典型运动机构中常用的滚轮滑轨,在已知滚轮额定载荷、额定失效概率及其对应的额定寿命的前提下,基于Basquin关系,考虑滚轮疲劳寿命服从对数正态分布,建立了滚轮接触疲劳寿命可靠性分析模型,提出了一种滚轮在实际使用环境中不同使用寿命下计算滚轮失效概率的可靠性分析方法。最后,结合飞机型号进行了实例计算,其计算结果可为确定滚轮维修及更换周期提供有益参考。     

6DF1曲轴断裂失效原因分析

采用断口形貌观察、化学成分分析、金相检验和力学性能测试等方法,对42CrMo钢6DF1曲轴使用过程中发生断裂失效的原因进行研究。结果表明,该曲轴的断裂位置发生在连杆轴颈处,断裂系由疲劳引起,在疲劳裂纹源附近存在的成分偏析是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。     

激光处理后的旋弯疲劳断裂机理探讨

介绍了一环形切口试件的根部经激光处理后，其疲劳断裂过程由三个阶段变为五个阶段．在高应力作用下，激光处理加速构件的疲劳断裂；在低应力作用下，激光处理延长构件的疲劳寿命．当裂纹扩展到软硬交界面时要发生二次起裂．     

液芯大压下轧机轧辊的热力耦合分析及疲劳寿命计算

液芯大压下轧机的技术难点是保证轧辊在恶劣工况下的正常工作寿命,它是连续生产的保障。本文采用有限元法中热力耦合的分析方法模拟堆焊型和辊套型两种轧辊的轧制过程,轧辊材料为综合力学性能较好的H13(4Cr5MoV1Si),计算其温度场、应力场和应变场。采用高温应变疲劳寿命法计算辊面产生疲劳裂纹寿命,应用断裂力学理论计算其裂纹扩展的寿命。经计算,辊套型轧辊热应力低于堆焊型轧辊,并且拥有更长的工作寿命。     

斜压状态下回转窑托轮接触疲劳寿命预测

推导斜压状态下托轮接触应力的计算公式,建立托轮接触疲劳寿命预测模型.计算实例表明:随着支承载荷或托轮偏斜角增大,托轮的接触疲劳寿命显著减少;当托轮支承载荷大于2 500 kN,托轮偏斜角大于1.6°时,疲劳寿命极短,因此应通过调窑,将托轮的最大支承载荷控制在2 500 kN以内,托轮偏斜角控制在1.6°以内.     

基于相场法的砂浆裂纹相互作用失效分析

提出一种新的基于相场法的砂浆断裂力学分析方法,对裂纹相互作用导致的砂浆试件失效行为进行模拟分析。采用非保守Allen-Cahn方程作为控制方程,借助COMSOL有限元分析软件,将线弹性力场和相场整合为统一的有限元模型,对砂浆中裂纹发展和相互作用进行模拟分析。通过砂浆三点弯曲试验和直拉试验,测试砂浆裂纹扩展过程。模拟结果与试验结果的对比分析表明,砂浆试件裂纹相互作用临界荷载的模拟计算结果与试验结果非常吻合。研究结果表明,域型试件断裂破坏会产生更长的裂缝路径。     

Ultrahigh cycle fatigue fracture mechanism of high-quality bearing steel obtained through different deoxidation methods

The mechanism of oxide inclusions in fatigue crack initiation in the very-high cycle fatigue(VHCF)regime was clarified by subjecting bearing steels deoxidized by Al(Al-deoxidized steel)and Si(Si-deoxidized steel)to ultrasonic tension-compression fatigue tests(stress ratio,R=−1)and analyzing the characteristics of the detected inclusions.Results show that the main types of inclusions in Si-and Al-deoxidized steels are silicate and calcium aluminate,respectively.The content of calcium aluminate inclusions larger than 15μm in Si-deoxidized steel is lower than that in Al-deoxidized steel,and the difference observed may be attributed to different inclusion generation processes during melting.Despite differences in their cleanliness and total oxygen contents,the Si-and Al-deoxidized steels show similar VHCF lives.The factors causing fatigue failure in these steels reveal distinct differences.Calcium aluminate inclusions are responsible for the cracks in Al-deoxidized steel.By comparison,most fatigue cracks in Si-deoxidized steel are triggered by the inhomogeneity of a steel matrix,which indicates that the damage mechanisms of the steel matrix can be a critical issue for this type of steel.A minor portion of the cracks in Si-deoxidized steel could be attributed to different types of inclusions.The mechanisms of fatigue fracture caused by calcium aluminate and silicate inclusions were further analyzed.Calcium aluminate inclusions first separate from the steel matrix and then trigger crack generation.Silicate inclusions and the steel matrix are closely combined in a fatigue process;thus,these inclusions have mild effects on the fatigue life of bearing steels.Si/Mn deoxidation is an effective method to produce high-quality bearing steel with a long fatigue life and good liquid steel fluidity.     

带有线缺陷熔结环氧/X70钢涂装体系在3.5%NaCl中的电化学行为

使用电化学阻抗(EIS)方法研究了带有线缺陷的熔结环氧/X70钢涂装体系在3.5% NaCl中的电化学行为.通过在试样表面以合适的角度划一个20.mm×20.mm的十字叉,划透至基体,来制得缺陷.结果表明,它的腐蚀失效过程大致可以分为三个步骤:在浸泡初期,试样的电化学行为类似裸钢;在中期,随着裸露金属腐蚀产物的增多,会在线缺陷内部造成塞积,使得缺陷内部pH值降低,涂层粘结接头中的离子键发生断裂;在后期,随着剥离区域的增大,会在剥离区域形成缝隙腐蚀,进而加速涂层的剥离和基底金属的腐蚀.