LY12CZ材料激光辐照延寿的微观研究及损伤演变

对激光辐照后Ly12 CZ铝合金的疲劳寿命明显提高的原因进行了微观研究。结果表明位错胞尺寸λ在疲劳失效时都趋向于一常量λ_c。结合损伤力学建立了该材料的疲劳损伤判据及损伤演变过程,分别为: D_c=1-(λ_c/λ_0)~P D=1-{1-[1-(λ_c/λ_0)~(P(1+γ))](N/N_f)}~(1/(1+γ)     

热障涂层演变、失效理论及模型建立研究进展

目的 热障涂层(Thermal Barrier Coatings, TBCs)是用于保护热端部件的功能性涂层,但在复杂工况的影响下易于呈现提前破坏和过早失效的特点。以应用最广泛的钇稳定氧化锆(YSZ)双层热障涂层系统为例,阐述其服役过程中的结构和性能演变,分析失效机理,总结寿命预测模型并介绍相关模拟技术。方法 分别对经历不同条件高温氧化实验后的热障涂层开展元素渗透引起的界面微观结构变化、随反应进行发生的界面宏观结构变化以及高温引起的涂层本征性能变化分析,并且基于多种热力学实验结论和断裂力学、损伤力学等理论,结合有限元模拟手段,研究涂层内部结构变化过程,选用不同种类的标准有限元模型,建立条件选择方法以及典型的动态模拟扩展技术,观察裂纹导致涂层断裂等过程。结果 总结了目前常用的唯象寿命模型、断裂力学模型和损伤力学模型等失效寿命理论模型,提出相关失效评价方法。结论 随着航空发动机效率的不断提高,热障涂层必须面对更高的进气温度和更严峻、更复杂的工况,需要进一步丰富失效理论、完善失效寿命模型、仿真手段和相应数据库,同时其在开发新材料、新结构、新工艺、涂层组织纳米化等方面也有很大的研究和发展空间。     

TA5钛合金焊板的疲劳断口分析

用扫描电镜对TA5钛合金焊接板件不同部位的疲劳裂纹扩展速率试验后的试样断口进行了分析.结果表明,基材、焊缝区及热影响区试样的断口形貌宏观上由众多小面组成;微观下,小面上有典型的疲劳辉纹.焊缝区和热影响区试样的辉纹间距较基体区的大,说明裂纹扩展速率快,焊缝和热影响区的抗裂纹扩展性较基体差.     

不锈钢在扭转/拉伸复合载荷下近门槛值的疲劳裂纹扩展行为

研究了带环状预裂纹的奥氏体不锈钢圆棒试样在循环扭转／拉伸复合载荷下,门槛值附近的疲劳裂纹扩展行为,分析了复合加载时不同载荷比对裂纹扩展的影响,对裂纹扩展的初始阶段进行了详细研究,用应力强度因子表征了裂纹扩展开始的门槛值．提出了椭圆方程表达的疲劳裂纹扩展开始的门槛值模型,该方程可在裂纹尖端位移准则的基础上导出．疲劳裂纹扩展停止的门槛值条件也可用椭圆方程表达．     

Fretting fatigue studies of titanium nitride-coated biomedical titanium alloys

Fretting fatigue is an adhesive wear mechanism caused by repetitive tangential micro-oscillation between two contacting materials pressed together under cyclic load. Bioimplants, such as hip joints and bone plates, are prone to undergo fretting fatigue failures during their service within the body. This article presents the fretting fatigue damage characterization of physical vapor deposition (PVD) TiN-coated biomedical titanium alloys (Ti-6Al-4V and Ti-6Al-7Nb) subjected to cyclic loads. The PVD TiN layer delayed the damage because of superior tribological properties compared with uncoated alloys. Delamination and abrasive wear damage of TiN at contact caused failure of the alloy. Friction coefficient curves of the PVD TiN-coated pair showed an irregular pattern caused by the influence of wear particulates and Ringer fluid at the contact.     

55SiCr汽车悬挂弹簧早期失效分析

某厂生产的55SiCr汽车悬挂弹簧在车辆行驶5 000 km后发生断裂,为寻找弹簧早期失效原因,验证同批次弹簧安全性,并寻找防止断裂的预防措施,使用扫描电镜和金相显微镜等分析设备进行断裂弹簧试样失效分析,发现断口上存在明显的疲劳弧线,断裂起源部位存在机械损伤。检测分析结果表明,该弹簧断裂属于疲劳断裂,疲劳源为弹簧材料内弯表面机械损伤。     

EBSD Analysis of Fatigue Crack Growth of 2124 Aluminum Alloy for Aviation

运用电子背散射衍射(EBSD)分析技术对2124-T851铝合金板材的疲劳裂纹扩展进行了分析研究。结果表明,疲劳裂纹扩展以穿晶为主,随晶粒取向的不同而呈现一定的择优性。当裂纹扩展到晶界时,由于相邻晶粒间存在的取向差,裂纹会偏离其正常扩展路径而发生偏转,而晶内的裂纹偏转则更多是因为粗大第二相粒子在循环应力作用下协调变形能力差引起的。裂纹扩展过程中发生裂纹分叉与特定的晶体学方向有关,是由于裂纹尖端多个等效{111}<110>滑移系的同时开动造成的。     

2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为(英文)

研究2A97铝锂合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为。在室温条件下,采用光滑试样进行疲劳测试,其中最大应力为恒定值,应力比R为0.1,频率f为40 Hz。利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜及电子背散射衍射等手段对合金的微观组织进行分析,研究合金的疲劳裂纹萌生及早期扩展行为与其微观组织的关系。结果表明:2A97合金的疲劳裂纹主要萌生于试样表面的杂质相和粗大第二相处;其疲劳裂纹的早期扩展行为主要受晶粒结构与位错或滑移带共同作用的影响。当相邻晶粒的错配度接近于其晶内的最优滑移面的位向差时,大角度晶界强烈阻碍滑移带的运动,从而导致裂纹分叉和偏折。     

激光冲击强化对紧固孔疲劳寿命的影响(英文)

研究激光冲击对航空铝合金LY12CZ紧固孔疲劳特性的影响,孔的直径为d3 mm。利用X射线衍射法测量残余应力,对试件进行疲劳断裂实验,并用扫描电子显微镜(SEM)观察试件疲劳断口的微观特征。结果表明:激光冲击会在紧固孔端面形成残余压应力,冲击试件的疲劳寿命是未冲击的3.5倍。通过断口的观察和比较发现,冲击后试件的疲劳裂纹源于次表层,而不是源于试件表层,冲击后疲劳断口快速扩展区的疲劳条纹间距比未冲击试件疲劳断口快速扩展区的疲劳条纹间距要小。另外,在冲击试件断裂区的韧窝明显比未冲击的要大,这与冲击时材料内发生塑性变形有关。     

斜孔冲模的结构设计及力学分析

某些成型零件（如简形件、盒形件等）的冲压方向与冲孔的方向成一定的角度，这就需要将压力机滑块的垂直往复运动转化为凸模、凹模的倾斜运动。要设计的模具满足要求，就需要斜孔冲裁模具设计时，既要掌握结构设计技巧又要进行力学分析。