氢对锆基块体非晶合金形变和开裂的影响

通过充氢和未充氢缺口拉伸试样和三点弯曲试样在SEM下的原位加载,研究了氢对Zr65Al7．5Ni10Cu17．5块体非晶合金形变和开裂过程的影响,结果表明,无论是否有氢,块体非晶的剪切带发展到临界尺寸,剪切裂纹就沿剪切带形核、扩展,它一旦张开就导致快速的断裂,断口边缘观察到的无特征区是剪切带,而不是剪切裂纹断口;剪切断口形貌和拉伸断口形貌没有本质区别,只有当长时间充氢才能形成氢鼓泡,如鼓泡很小或尚未形成,则氢对剪切带以及裂纹的形核、扩展没有明显影响;如存在较大的氢鼓泡,则当剪切带尚未充分发展时微裂纹就形核,导致低应力脆断。     

环境断裂研究进展

本文介绍了环境断裂近年来的研究进展.第一部分是功能材料的环境断裂.研究发现,铁电陶瓷如PZT和Ba-TiO3在有水或无水环境中,应力能使压痕裂纹发生滞后扩展(即存在应力腐蚀).恒电场能引起铁电陶瓷的畴变,不协调畴变会产生内应力,电场和应力场对环境断裂存在耦合作用,因此,恒电场下环境断裂的本质是内应力引起的环境断裂;对磁致伸缩材料如(ThDy)Fe2,应力和磁场均能引起畴变,卸载压痕裂纹在湿空气中的滞后扩展以及恒磁场引起的滞后畴变及滞后开裂均能发生.第二部分是关于氢压裂纹(白点)的再认识.氢压裂纹形核前是一个内壁光滑的空腔,微裂纹从空腔壁产生,而后连接形成白点.白点断口和含白点试样的断口概念不同,对车轮钢,前者为准解理的穿晶断裂,和氢致滞后开裂断口相同,但后者则依赖断裂方式和试样厚度.钢中白点除了产生二次裂纹外,对各种断口形貌均没有影响.车轮钢的滞后断裂由原子氢引起,与白点无关.     

环境断裂机理及控制措施

依据作者所在集体的研究结果,对材料环境断裂这种事故,仿医学,先简述“机理”,然后从事例介绍“控制措施”,这类似于“病理”及“医治案例”。     

吸附促进位错发射、运动以及裂纹扩展的分子动力学模拟

根据反演法获得的对势和EAM多体势计算了纯Al位错发射的临界应力强度因子KIe以及Griffith裂纹解理扩展的临界应力强度因子KIG.结果表明,用对势算出的值和断裂力学计算结果更相近,因此,用对势来研究吸附的影响是可行的,分子动力学模拟表明,Ga吸附在裂纹表面将使KIG=0.42MPa.√m降至KIG^*=0.32MPa.√m,这表明吸附使表面能γ降至γ^*(=0.58γ）.Ga吸附使KIe=0.31MPa.√m降至KIe^*=0.24MPa√m;Ga吸附使位错运动的临界分切应力从Tc=2.05MPa降至Tc^*=1.82MPa.这就表明,Ga吸附后能降低Al的表面能,从而促进位错发射和运动。     

热处理愈合不锈钢氢蚀裂纹实验研究

对含氢腐蚀甲烷气泡和裂纹的304不锈钢进行了600℃,6h的再热处理,SEM观察表明,氢蚀气泡和裂纹发生了完全愈合,氢蚀气泡和裂纹的愈合机制是热扩散,Fe和C在奥氏体中的快速扩散是304不锈钢中氢蚀裂纹的自愈合的必要条件,发生氢蚀裂纹愈合的动力是氢蚀气泡长大导致的塑性变形能Es,在Fe,C和H原子扩散都足够快的情况下,氢蚀气泡和裂纹的愈合条件是Es≥2r(γ为界面表面张力,r为气泡半径或裂纹半长）,氢蚀气泡或裂纹的愈合过程伴随亚晶长大,多边形化的高温回复过程甚至再结晶。     

奥氏体不锈钢焊缝金属氢致滞后断裂门槛值的研究

308L和347L奥氏体不锈钢焊缝金属能发生氢致滞后断裂。而且比304L母材更敏感,用单边缺口试样动态充氢测出的氢致滞后断裂门槛应力强度因子KIH随可扩散氢浓度c0的对数而线性下降,即KIH=85.2-10.7lnc0(308L),KIH=76.1-9.3lnc0(347L),KIH=91.7-10.1lnc0(304L),三种材料氢致滞后断口形貌与K1以及c0有关,当KI较高或c0较小时是韧窝断口,当KI较低或c0较高时是脆性断口。     

Stress corrosion cracking of brass in ammonia solution

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＴＥＭｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｓｈｏｗｅｄ[1～ 4 ] ｔｈａｔｔｈｅｃｏｒ ｒｏｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｔｓｅｌｆｃａｎｆａｃｉｌｉｔａｔｅｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｍｏｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇ(ＳＣＣ)ｏｆｂｒａｓｓ,310ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ,ａｎｄＴｉ3Ａｌ Ｎｂ .Ｎａｎｏ ｃｒａｃｋｏｆＳＣＣｗｉｌｌｎｕｃｌｅａｔｅｉｎａｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｆｒｅｅｚｏｎｅ(ＤＦＺ)ｏｎｌｙｗｈｅｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓ…     

Stress distribution and effective stress intensity factor of a blunt crack after dislocation emission

The stress fields induced by a dislocation and its image dislocations around a narrow elliptic void are formulated. Based on the solution, the stress distribution and effective stress intensity factor of a blunt (elliptic) crack were calculated under mode I constant loading. The results show that a dislocation-free zone (DFZ) is formed after dislocation emission. There exists a second stress peak in the DFZ except a stress peak at the blunt crack tip. With an increase in the applied stress intensity factor Kla or the friction stress T, of the material, the DFZ size and the peak stress at the crack tip decrease, but the peak stress in the DFZ and the effective stress intensity factor Klf presiding at the crack tip increase. Because of dislocation shielding effects, shielding ratio Kla/Klf increases with increasing Kla, but it decreases with increasing Tf.     

Cu—Ni—Al形状记忆合金形变、相变以及裂纹形核的相互关系

采用金相显微镜和扫描电镜原位拉伸技术研究了Cu-Ni-Al形状记忆合金中的马氏体形变、马氏体相变以及微裂纹形核三者之间的关系。结果表明,拉伸时缺口前方首先形成可逆变的马氏体而不出现滑移带,微裂纹沿马氏体和母相界面形核,只有当裂纹扩展－段距离且应力集中足够大后,才有可能出现形变带,此时微裂纹将沿形变带和马氏体界面交替形核。     

原子氢和白点对车轮钢力学性能的影响

车轮钢中白点形成的临界可扩散氢浓度为(C_0~*=1．3×10~(-6)(总氢浓度C_T~*=3．7×10~(-6)),当白点数量超过临界值(对应的可扩散氢浓度C_0＞5．6×10~(-6)),则使强度和塑性急剧下降,但实际车轮中白点含量少(Co＜3．9×10~(-6)),对材料的拉伸性能和断裂韧性没有影响,原子氢对断裂韧性K_(IC)没有影响;但如慢拉伸,则使塑性下降,如恒位移加载,则原子氢能引起氢致滞后开裂,其门槛应力强度因子K_(IH)随C_0升高而线性下降,即K_(IH)=57．8—3．9C_0,但白点对氢致滞后开裂没有影响。