Fe-3％Si单晶氢致解理断裂研究

用Fe-3％Si单晶试样对氢致解理断裂进行了研究。结果表明,Fe-3％Si单晶缺口试样在空气中拉伸时一般不发生解理,但在动态充氢条件下,即使室温慢加载也能产生解理断裂。对于Ⅰ+Ⅱ复合型试样,氢致裂纹并不沿断裂力学预示的开裂角扩展,而是沿解理面扩展,即氢促进了解理断裂。无论Ⅰ型还是复合型,氢致解理裂纹的da/dt—KⅠ曲线都由三个阶段组成,但Ⅰ型试样da/dt的平台值明显地比复合型的高。用各向异性断裂力学计算了作用在裂纹前各滑移系上的分切应立力,并配合断口观察确定了解理裂纹形核机理。研究了氢的促进作用。     

氢致滞后塑性变形机理研究

利用光滑拉伸试样以及带有应力梯度的弯曲试样和预裂纹试样(Ⅰ型、Ⅲ型以及Ⅰ—Ⅲ复合型),研究了氢对产生局部宏观塑性变形所需外应力(称为表观屈服应力)的影响。结果表明,氢对低合金钢的屈服强度影响不大,但如试样中存在拉应力梯度,则当钢的强度和进入试样的氢浓度超过临界值后,氢能使表观屈服应力明显下降,这就是氢致滞后塑性变形的原因。氢致表观屈服应力的下降是由氢的扩散所控制的。它明显依赖加载速度和试验温度。但它随试验温度的变化不是单调的,在室温附近存在一个极值。对仅存在剪应力梯度的Ⅲ型裂纹试样,充氢后表观扭转屈服应力并不降低,沿原裂纹面也不产生滞后裂纹,即K_(ⅢH)=K_(ⅢC),但在和原裂纹面成-45°的平面上却能产生氢致滞后塑性变形和裂纹。对Ⅰ—Ⅲ复合型试样,只有当恒定的K_Ⅰ大到足以单独就能产生滞后塑性变形时才能使表观扭转屈服应力开始下降。提出了一个氢使表观屈服应力下降的机构。     

Fe—3wt—%Si合金氢损伤的X射线形貌照相法研究

采用Lange式透射X射线形貌照相法研究了电解充氢导致Fe-3wt-％Si单晶中氢损伤的规律。结果表明:在不加毒化剂的1mol/LH_2SO_4中电解充氢时,不产生氢损伤;在有毒化剂时,即使电流密度很低,也会产生氢损伤。在一定电流密度下产生的氢损伤有一极限大小,并不随充氢时间增加而无限止长大。随电流密度增加,氢损伤尺寸增大,但当电流密度较大时,这种增大不明显。外应力显著促进氢损伤。在含毒化剂时,氢渗透曲线随时间延长而下降是由于产生了氢损伤所致。     

磁控溅射制备Fe／Ti多层膜的结构和磁性

用磁控溅射技术制备了系列Fe／Ti纳米多层膜，周期调制在2．2-24．0nm；用透射电镜和小角，高角X射线衍射分别研究了样品的结构；用振动样品磁强计和Mossbauer谱研究了样品的磁性，发现铁层厚度在2nm附近时存在铁磁性面心立方γ-Fe，样品的易磁化方向平行于膜面；随调制周期增大，样品的饱和磁化强度增加，矫顽力下降且与结晶状态有关。     

材料学海拾贝

本文为作者从事材料学研究五十年的心得体会。对材料,材料学—包括微观材料学与宏观材料学的基本概念、内容和历史发展做了系统的阐述。分析了微观材料学与宏观材料学的组成单元及其相互关系,并介绍了好几种从事材料学研究的思想方法和工作方法。     

黄铜应力腐蚀裂纹与应力分量的关系SCIEI

利用黄铜Ⅱ型和Ⅲ型试样研究了应力腐蚀裂纹形核位置和扩展方向与应力分量的关系。结果表明,裂纹在最大正应力处形核,扩展方向与最大正应力相垂直.在Ⅲ型试样中,氨浓度对裂纹扩展形态有影响,氨浓度较高时,由于均匀腐蚀的作用,在45°面上的裂纹很不明显;在氨浓度较低时,则可看到沿试样圆周有许多45°面裂纹,裂纹间隔在10—150μm之间,而在具有最大剪应力的扭转面上则没有裂纹形成。     

POSITRON ANNIHILATION STUDY ON THE DISTRIBUTION OF DEFECTS IN THE PLASTIC ZoNE A-T CRACK TIP

用楔形加载试样测定了裂纹顶端区正电子湮没多普勒加宽谱的S参数,并确定了试样充氢以后S参数的变化。经过标定,定出塑性区内的等应变曲线。充氢以后,使塑性内的等应变曲线向外扩展,在最大切应力方向发展最快。作者认为氢使塑性区内的位错增殖或可动位错滑移,同时产生空位。     

MECHANISM OF HYDROGEN INDUCED CRACKING IN STEELS

用抛光的恒位移试样对不同强度(σ_b=900—1800MPa)的四种低合金钢在各种致氢环境(电解充氢、氢气、H_2S气体、水介质、H_2S水溶液、缓蚀剂水溶液、丙酮、酒精等有机溶液)下跟踪观察了氢致裂纹的产生和扩展过程.与此同时也测量了在这些致氢环境中的K_(ISCC)(或K_(IH))和da/dt,并研究了它们随强度变化的规律。 结果表明,当加载裂纹前端的K_I>K_(ISCC)(K_(IH))后,在上面所说的任何一种致氢环境都能产生氢致滞后塑性变形,并由此导致裂纹的产生和扩展。即随着氢的扩散进入,原裂纹前端塑性区及其变形量逐渐增大。对超高强度钢,在滞后塑性区端点形成不连续的氢致裂纹,它们随滞后塑性变形的发展逐渐长大以致互相连接。当强度降低时,氢致裂纹沿滞后塑性区边界连续地向前扩展。这就表明,在Ⅰ型裂纹条件下,氢致滞后塑性是产生氢致滞后裂纹的必要和充分条件。 在所有的致氢环境中,止裂的K_(ISCC)(K_(IH))均随钢的强度下降而升高,da/dt均随钢的强度下降而降低。强度相同时,水中加缓蚀剂和阳极极化使K_(ISCC)升高,da/dt下降,与此相反,阴极极化使K_(ISCC)下降,da/dt升高。而在饱和H_2S溶液以及加载下电解充氢时K_(ISCC)(K_(IH))最低,da/dt最高。 实验也表明,在电解充氢条件下还能以另一种机构     

Si3N4/金属扩散焊接头的残余热应力有限元分析

采用弹塑性有限元方法，计算了以纯铝为中间层材料，通过真空热压扩散焊获得的Ｓｉ３Ｎ４／金属接头中的残余热应力分布。接头中Ｓｉ３Ｎ４一侧外表面、特别是四条棱边处具有比其内部高的张应力，在所计算试样中距焊缝０７５ｍｍ处张应力值最大。接头断裂应首先产生在这些位置。     

压应力导致不锈钢的应力腐蚀

用表面残余压应力试样,U型弯曲试样(用其压缩区)和WOL恒位移缺口压缩试样对1Cr18Ni9不锈钢在沸腾MgCl_2溶液中进行了压应力条件下的应力腐蚀试验。结果表明,三种试样分别经110h,73—100h以及262—324h后都观察到了由压应力所产生的应力腐蚀裂纹,并获得了具有岩层状特征的准解理脆性断口。这和拉应力腐蚀时获得的解理断口明显不同。压应力条件下应力腐蚀裂纹的孕育期比拉应力要高1—2个数量级,而且裂纹扩展缓慢,加上裂纹不能张开而难于辨认,故当试样中同时存在拉应力时将不会观察到压应力所产生的应力腐蚀裂纹。