粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体断裂面的分形维数

本文利用扫描电镜对粉末NBR-PVC共混型热塑性弹性体拉伸断面形貌进行了观察与分析;基于断面小岛周长-面积关系,测定了试样的断口分形维数,考察了NBR含量、拉伸断面分形维数、力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、邵氏硬度)之间的关系。结果表明,NBR-PVC弹性体拉伸断面的分形维数随着NBR含量的增加而增加,当NBR含量超过29份后其分形维数呈下降趋势;分形维数与材料的拉伸强度、断裂伸长率和邵氏硬度变化关系一致。     

不同热处理条件下30CrMnSiNi2A钢的组织性能研究

为考察热处理工艺对材料性能的影响,对不同回火温度下三种碳含量的30Cr Mn Si Ni2A钢的性能进行实验研究,并分析其组织和断口形貌.研究结果表明:低温回火时30Cr Mn Si Ni2A钢具有较高的强度和硬度,其内部组织为回火马氏体,断口形貌为韧窝断口;当碳含量增大,30Cr Mn Si Ni2A钢的强度也增大;随着回火温度升高,30Cr Mn Si Ni2A钢的强度和硬度逐渐下降,伸长率和断面收缩率却总体呈上升趋势,其组织向索氏体转变,断口形貌变为解理和沿晶断口,回火脆性与其内部形核有关.     

Fe-Ni-Cr合金表面等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层的阻氢性能

采用等离子喷涂、气相热充氢等技术研究了在Fe－Ni－Cr合金表面喷涂氧化铝陶瓷涂层对其阻氢性能的影响．结果表明，氧化铝陶瓷涂层使Fe－Ni－Cr合金的阻氢性能明显提高，且白氧化铝陶瓷涂层较灰氧化铝涂层的阻氢效果好．     

多相材料断裂的分形特征

测量了多相材料复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数，分析了复合涂层的断裂特征。结果表明：随着硬质相增加，复合涂层的断裂挠度和断口表面的分形维数降低。     

氢损伤对车用低合金铸钢冲击韧性的影响

对于酸雨多发地区运行的列车,研究关键受力部件使用的低合金铸钢材料发生氢损伤而导致力学性能下降的规律,对准确评估其安全服役寿命具有一定意义。采用恒电流阴极电解充氢法对低合金铸钢的冲击试样进行充氢,随后立刻对试样进行冲击测试,从而获得该材料冲击韧性随充氢时间延长的变化规律。通过与其他低合金钢材料测试结果的对比分析可知,充氢前后该低合金铸钢的冲击断口较平整,并存在一些孔洞,属典型脆性断裂。该合金钢的冲击韧性随充氢时间延长而线性下降,充氢96 h后大约下降65%,表现出较弱的耐氢损伤性能。     

SiC填充PP/FA复合材料拉伸强度及分形特征

目的定量研究不同含量碳化硅晶须(SiC)对聚丙烯(PP)/粉煤灰(FA)复合材料拉伸强度以及拉伸断口复杂程度的影响。方法以聚丙烯为基体,马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为相容剂,FA和SiC为填料,采用熔融共混法制备PP/FA/SiC复合材料。利用电子万能试验机测试复合材料的拉伸强度,同时采用扫描电镜对拉伸断口进行形貌分析,并基于分形原理,利用差分盒维计数法计算复合材料拉伸断面的分形维数,分析研究复合材料拉伸断面的分形维数与其拉伸强度间的关系。结果复合材料的拉伸断面分形维数在1.24~1.90之间,相关系数均大于0.9,说明其具有统计意义上的自相似和较强的相关性。结论复合材料拉伸强度的对数与其断面的分形维数呈线性函数关系。     

水泥砂浆断面形貌像素点法与投影法分形的计算对比研究

为对比分析像素点覆盖法和投影覆盖法计算水泥砂浆断口分形维数的优缺点,采用这2种方法分别计算水泥砂浆在3种不同养护龄期下的断面分形维数,探索分形维数与抗压强度之间的关系。结果表明,像素点覆盖法计算得到的断口分形维数为2.258 0～2.265 6,相关系数为0.988 6～0.989 3,计算精确度高,数值变化区间小;投影覆盖法计算得到的断口分形维数为2.856 0～2.918 9,相关系数为0.921 4～0.935 2,计算精度较差,但数值变化区间大,有利于实际应用,与抗压强度呈良好相关性。     

1Cr18Ni9Ti钢的低温拉伸变形行为

对1Cr18Ni9Ti钢在室温和低温下进行拉伸试验,利用TEM分析拉伸试样断口附近的显微组织,用SEM对拉伸断口进行观察,研究了温度对1Cr18Ni9Ti钢拉伸变形行为的影响.研究表明:随着试验温度的降低,1Cr18Ni9Ti钢的抗拉强度与屈服强度及加工硬化指数单调增加;延伸率呈降低趋势,并在温度降至77 K时略有回升;拉伸断口附近显微组织中出现板条马氏体,且温度降低,板条马氏体数量增加;低温与应变共同作用诱发板条马氏体形成是影响1Cr18Ni9Ti钢低温拉伸变形行为的重要因素.     

时效温度对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及力学性能的影响

以0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢为研究对象,分析了不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响,并对试样断口特征进行了观察分析。结果表明:随着时效温度的升高(480~550℃),材料的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2呈逐渐下降的趋势,而材料的断面收缩率Ψ和伸长率δ5呈逐渐上升的趋势;材料的冲击韧性aku受时效温度的影响比较明显,呈逐渐上升的趋势,其中在550℃时aku达到213.4(J·cm-2)。同时由断口观察分析结果显示,时效温度为550℃时拉伸断口的放射区最小,其塑性最好;冲击断口塑性变形最为明显,纤维区和剪切唇区所占的比例最大。0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢随着时效温度的升高,淬火马氏体基体开始回复、再结晶,逆转变奥氏体开始生成并长大,导致材料中的残余奥氏体含量增加,而残余奥氏体的存在有利于0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢保持良好的塑性和韧性。     

20SiMn2MoVA钢氢脆断口的分析及消除

针对20SiMn2MoVA高强钢拉伸试验中断面收缩率低的情况，利用扫描电镜和能谱仪等手段对拉伸试样断口进行了分析。试验结果表明，出现在20SiMn2MoVA高强钢拉伸试样断口表面上的圆形白亮斑点是一种氢致缺陷。它是在氢和拉伸应力共同作用下，在应变过程中形成的一种独特断裂面，也是引起钢材断面收缩率低的主要原因。通过采用低温去氢处理后，钢材的断面收缩率得到明显恢复，消除了氢脆断口。     

材料断口分形维数分析

本文分析了应用分形维数描述材料断口轮廓形貌几何特征的局限性。结果指出，分形维数对于材料断口粗糙度的变化是不敏感的，该参数与材料断口轮廓几何形态和断裂韧性之间不存在确定性的关系。     

0Cr18Ni9不锈钢材料常低温断裂行为研究

研究了0Cr18Ni9不锈钢材料常温和77 K下的断裂性能,利用光学显微镜、电子扫描显微镜(SEM)进行断口分析。结合断口学结果,分析了温度对0Cr18Ni9不锈钢材料断裂行为的影响,结果表明0Cr18Ni9不锈钢材料稳定裂纹扩展开始时的断裂韧度工程估计值JQ在常温和77 K下分别为2 116.1 k J/m2、160.0 k J/m2,实际的起裂韧度值Ji在常温和77 K下分别为325.3 k J/m2、43.1k J/m2。     

断口定量分析的分形几何方法

近几年来,分形(fractal)几何已广泛地应用于材料的断裂分析。本文简要介绍了分形几何的发展概况及其几个主要定义,分析了一些简单不规则图形的分形维数的计算。把断口形貌统计地看作分形表面,进行了材料的断口的分析分析。根据断口的分形维数,人们可能去定量地追溯材料断袭时的力学行为。     

酸性溶液中抽油杆用9Cr钢与20CrMo钢的腐蚀及力学性能对比

为了提供新型抽油杆用钢材料,以缓解目前高强度和新型超高强度抽油杆用钢材料耐蚀性不足的状况,制备了新型9Cr钢,其采用低C,Mn,S,P高Cr设计,经低温回火获得了远高于现有20Cr Mo抽油杆用钢的常规拉伸强度以及与其相近的塑性。通过全浸试验和慢应变速率拉伸试验对比研究了抽油杆用9Cr钢与20Cr Mo钢在酸性溶液中的耐蚀性。结果表明:在NACE溶液(p H=2.7)中浸泡时,9Cr的耐蚀性高于20Cr Mo,9Cr钢在整个浸泡试验阶段腐蚀速率保持稳定,而20Cr Mo钢浸泡初期的腐蚀速率与9Cr钢相当,随着浸泡时间的延长,其腐蚀速率不断增加,明显高于9Cr钢;在饱和H2S溶液中,9Cr钢的慢应变速率拉伸强度和拉断时间均大于20Cr Mo钢,但其断面收缩率显著小于20Cr Mo钢,表现为明显的脆性断裂,抗硫化氢应力腐蚀开裂性能较差。     

分形维数与D6AC钢的韧性

本文研究了超高强度钢Ｄ６Ａｃ的断裂韧性、冲击韧性和拉伸面缩率与断口分形维数的关系。分别用二次电子线扫描和数字图象法测定断裂韧性试样的断口分形维数，得出试样的韧性与分形维数Ｄｓｅ、Ｄ_Ｈ和Ｄ_Ｌ成正比关系，即韧性随分形维数增大而增加。试样断口的粗糙度由夹杂物引起的差异小于金相组织不同引起的差异时，使用数字图象法测得的分形维数与韧性的线性关系优于二次电子线扫描的结果。     

分形维数与D6AC钢的韧性

本文研究了超高强度钢Ｄ６ＡＣ的断裂韧性、冲击韧性和拉伸面缩率与断口分形维数的关系。分别用二次电子线扫描和数字图像法断裂韧性试样的断口分形维数，得出试样的韧性与分形维数Ｄｓｅ，ＤＨ和ＤＬ成正比关系，即韧性随分形维数增大而增加。试样断口的粗糙度由夹杂物引起差异小于金相组织不同引起的差异时，使用数字图象法测得的分形维数与韧性的线性关系优于二次电子线扫描的结果。     

辐射式延时点火具传火管失效机理研究

利用理论计算、试验数据对影响辐射式延时点火具传火管失效的因素进行了研究。结果表明:隔板材料热处理方法是影响传火管失效的主要因素。采用Matlab软件,得到了不同热处理方法在不同温度下隔板材料1Cr18Ni9Ti不锈钢力学性能参数的变化规律:随着温度的升高,抗拉强度和条件屈服强度都逐渐降低,且抗拉强度受温度的影响较大;伸长率、断面收缩率和冲击韧性的变化趋势为先减小、再增大。     

D6AC钢冲击断口形貌的分形研究

本文利用扫描电镜对含Mn$夹杂物和含ZrN夹杂物的D6AC钢的冲击断口形貌进行了观察与分析;利用数字图象法测定了试样的断口分形维数,揭示了冲击断口形貌和冲击韧性与夹杂物含量之间的内在联系,探讨了材料冲击断口形貌与分形维数的关系,拓宽了分形几何学在材料领域的应用范围.     

基于分形理论分析裂缝形态对纤维/混凝土渗透性的影响

分形维数可以表征裂缝形态,能够用来分析混凝土裂缝断面的粗糙程度。裂缝形态对开裂混凝土的渗透性有重要影响,为研究这种影响,利用劈裂试验获得不同宽度的裂缝,使用不同的纤维种类,并设置多种纤维掺量,得到粗糙程度不同的裂缝断面,通过水渗透试验测量不同裂缝宽度时混凝土的渗透系数。采用激光扫描仪扫描裂缝断面并重构3D断面几何形态,采用立方体覆盖法计算断面分形维数。采用分形维数将实测裂缝宽度和有效裂缝宽度联系起来,联立达西定律和泊肃叶定律建立开裂混凝土渗透系数和分形维数的函数关系。结果表明:使用相同的网格划分法,分形维数随着纤维掺量的增加而增大;渗透系数随着纤维掺量的增加而减小;函数关系式中分形维数的指数绝对值和修正系数都随裂缝宽度增加而减小。      

D6AC钢冲击断口形貌的分形研究

本文利用扫描电镜对含MnS夹杂物和含ZrN夹杂物的D6AC钢的冲击断口形貌进行了观察与分析;利用数字图象法测定了试样的断口分形维数,揭示了冲击断口形貌和冲击韧性与夹杂物含量之间的内在联系,探讨了材料冲击断口形貌与分形维数的关系,拓宽了分形几何学在材料领域的应用范围。