亚微细硬质合金三牙轮钻齿的使用与失效分析

将钴含量为13％的亚微细晶粒硬质合金钻齿应用到81／2XA537三牙轮钻头上，并运用扫描电镜和光学显微镜等手段对亚微细晶粒硬质合金钻齿进行了失效分析。分析发现81／2XA537钻头的主要失效形式为崩齿和断齿。在断口分析的基础上，提出了亚微细硬质合金断裂机理为沿晶断裂，而常规硬质合金的断裂机理为穿晶断裂。由于生产工艺问题亚微细合金内部存在粗大的WC晶粒、晶粒偏析以及微裂纹，这些内部缺陷的存在使亚微细合金出现早期失效。     

微量Ni对MgNi合金组织与性能的影响

在铸态情况下,研究了添加微量Ni对MgNi合金的微观组织、力学性能、硬度及断裂方式的影响.结果表明,纯Mg的组织主要为α相,MgNi系列合金MgNi0.28,MgNi0.99,MgNi1.54合金除了α固溶体外,还存在γ相和Ni相.纯Mg的晶粒粗大,加入Ni后,晶粒得到细化,大小趋向均匀.当添加少量Ni时,合金的抗拉强度显著增加;但当Ni含量超过0.28%时,抗拉强度增加不明显.随Ni含量的增加,MgNi合金的延伸率、硬度先增大后减小;MgNi合金的断裂方式由解理断裂向沿晶断裂方向发展.     

Zr和Si对Al-Zn-Mg-Cu铝合金再结晶行为和性能的影响

采用力学拉伸、金相、扫描电镜、透射电子显微镜和高角环形暗场扫描透射电子显微镜等测试分析方法,研究了Zr和Si对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金再结晶行为和性能的影响。结果表明:在合金中添加质量分数为0.17%的Zr和0.05%的Si后,合金保留了其原始的纤维组织结构,其强度和塑性的各向异性显著增大。随Zr、Si含量的升高,合金横向主要断裂模式从穿晶断裂向沿晶断裂转变。与合金纵向强度变化程度相比较,Zr、Si含量对合金横向强度的影响更加显著。其主要原因是复合添加Zr和Si形成(Al,Si)3Zr弥散相,抑制再结晶作用更明显,引起合金L向和T向的晶粒形态差异增大及粗大的残余相粒子沿晶界分布。     

时效处理对7050铝合金组织与性能的影响

对7050铝合金进行硬度测试、腐蚀性能测试和透射电子显微分析(TEM),研究了单级时效处理对合金组织与性能的影响。实验结果表明:7050铝合金具有较强的时效硬化效应。单级时效温度由120℃升高到160℃时,合金时效硬化速度显著加快,合金进入峰时效状态所需时间显著缩短,但合金的峰值点的硬度降低。时效处理后合金晶内析出了大量的尺寸细小的η'相,弥散分布在基体中。合金晶界处析出了粗大的平衡相,成分为MgZn_2,PFZ出现。随着时效温度的升高,合金晶间析出相连续且粗大,PFZ宽化,合金的抗晶间腐蚀性能持续下降。对于剥落腐蚀来说,合金的腐蚀程度不仅与晶界结构有关,还与晶界数量有关,温度上升,合金晶粒尺寸迅速增大,晶界数目显著减少,二者相互作用最终导致了合金的抗剥落腐蚀性能的提高。     

HZTC4压缩断裂机理研究

为了研究HZTC4断裂机理,提高其使用安全性,通过对HZTC4进行压缩性能测定,同时利用AMARAY-21000光学金相显微镜和KYKY-1000B扫描电镜分别对显微组织和断口进行分析,研究其断裂机理.结果发现HZTC4晶粒粗大,压缩断裂裂纹是穿晶扩展,断口为解理型,其断裂机理为穿晶型脆性断裂.     

选区激光熔化成形AlSi10Mg合金组织研究

采用选区激光熔化成形方法制备了AlSi10Mg合金,并对其内部组织进行了分析.结果表明:AlSi10Mg合金横截面激光熔道呈长条状,熔池区内为细小弥散分布的胞状晶,熔池区边缘主要为尺寸较大的胞状晶.AlSi10Mg合金纵截面呈鱼鳞状,熔池区内主要为柱状晶,熔池区边界主要为胞状枝晶.熔道搭接区主要为取向不一致的粗大胞状枝晶.产生上述现象主要是由于熔池区内温度梯度小,溶质分布均匀,且过冷度较大,利于形成取向相同且细小的晶粒.在熔池区边界,后续熔化的熔池对已凝固的合金进行重熔,使已凝固区合金再结晶并长大,形成尺寸较大的晶粒.熔道搭接区不同熔池内热传递方向不同,且晶粒具有外延生长的特性,在搭接区形成取向各异的胞状枝晶.     

稀土La和Ce对ZL201合金组织影响的实验研究

研究了稀土La和Ce的加入量和不同的热处理工艺对ZL201合金组织的影响.实验结果表明,随着稀土La和Ce质量分数的增加,合金的晶粒尺寸得到了明显的细化,黑色片状析出相T(Al12CuMn2)逐渐减少,在晶界上出现了均匀分布的一些不连续的共晶组织.当稀土加入量为0.5%时合金变质效果达到最佳.随着稀土质量分数的进一步增加,合金会发生过变质,晶粒变得粗大.经0.5%稀土变质的合金经T5′处理后,晶界的连续性分布被打断,晶间显现骨骼状的金属间化合物,晶粒内弥散析出质点状强化相.经T5处理比T5′处理后结果更加明显,晶粒内部析出更多、更明显的黑色细小的弥散硬质点相,合金强化相θ′细化也比较明显.     

淬火工艺对铬结构钢显微组织和力学性能的影响

研究了淬火工艺对低和中碳铬钢的显微组织、冲击韧性和断裂机制的影响，结果表明，提高淬火温度，使中碳钢所获得的、带方向性的纤维状马工体和呈等边三角形出现的马氏体都是孪晶型的片状马氏体，低碳淬火钢中有相当数量的板条马氏体中也都带有孪晶，并证实，具有细小奥氏体晶粒的细片马氏体或隐针马氏体的冲击韧性值高于粗大的低碳板条马氏体，因此，无论是低碳，还是中碳和高碳钢，当奥氏体晶粒长大倾向稍大时，采取提高加热进行淬     

钕对AZ91镁合金组织及机械性能的影响

采用微观分析、机械性能测试及断口分析等方法研究了钕对AZ91-Nd镁合金(w(Nd)=0,0.1%,0.3%,0.5%,1.0%,1.5%)的微观组织和机械性能的影响。结果表明:Nd以固溶和金属间化合物(A l11Nd3)的形式存在时具有细化晶粒、抑制二次β相析出、使不完全离异共晶转化为离异共晶的作用;Nd通过固溶强化、析出强化和细晶强化增加了合金强度和硬度,并改善了塑性;加入Nd后合金的断裂机制从脆性解理断裂转变为准解理断裂。     

Si3N4／TiC纳米复合陶瓷材料显微结构

利用日立H-800透射电境、日立S-570型扫描电境及RAX—10A型X射线衍射仪对Si3N4／TiC纳米复合陶瓷材料的微观组织、结构和成分进行了研究．结果表明，TiC纳米颗粒弥散分布在基体β—Si3N4晶内和晶界，所制备的材料为晶内，晶间混合型纳米复合陶瓷．通过对Si3N4／TiC纳米复合陶瓷材料断裂方式的观察表明，材料断裂为沿晶断裂和穿晶断裂复合型，纳米粒子对裂纹扩展起到偏转和钉扎作用．纳米Si3N4颗粒的加入促进了基体长柱状β-Si3N4晶粒多峰分布的形成，类晶须晶粒在裂纹扩展过程中产生桥接和拔出。     

Simulation of PFZ on intergranular fracture based on XFEM and CPFEM

A unit cell including the matrix, precipitation free zone(PFZ) and grain boundary was prepared, and the crystal plasticity finite element method(CPFEM) and extended finite element method(XFEM) were used to simulate the propagation of cracks at grain boundary. Simulation results show that the crystallographic orientation of PFZ has significant influence on crack propagation, which includes the crack growth direction and crack growth velocity. The fracture strain of soft orientation is larger than that of hard orientation due to the role of reducing the stress intensity at grain boundary in intergranular brittle fracture. But in intergranular ductile fracture, the fracture strain of soft orientation may be smaller than that of hard orientation due to the roles of deformation localization.     

沿晶脆性断裂的非平衡统计理论研究

目的研究晶体中的沿晶脆性断裂行为．方法用非平衡断裂统计理论框架并且考虑了晶体内部三叉结对裂纹阻塞的影响．结果在非平衡断裂统计理论框架下统一导出了沿晶微裂纹长大速率、沿晶断裂几率、可靠性、断裂强度统计分布函数、断裂韧性以及一些随晶粒尺寸变化的统计平均值等物理量．结论建立了沿晶脆性断裂非平衡统计理论．     

Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料显微结构

利用日立H-800透射电境、日立S-570型扫描电境及RAX-10A型X射线衍射仪对Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料的微观组织、结构和成分进行了研究.结果表明,TiC纳米颗粒弥散分布在基体β-Si3N4晶内和晶界,所制备的材料为晶内/晶间混合型纳米复合陶瓷.通过对Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料断裂方式的观察表明,材料断裂为沿晶断裂和穿晶断裂复合型,纳米粒子对裂纹扩展起到偏转和钉扎作用.纳米Si3N4颗粒的加入促进了基体长柱状β-Si3N4晶粒多峰分布的形成,类晶须晶粒在裂纹扩展过程中产生桥接和拔出.     

护环钢50Mn18Cr4沿晶断裂分析及其对晶界损伤本质的探讨

在对护环钢50Mn18Cr4失效分析的基础上,研究了沿晶碳化物析出对晶界的损伤.研究指出,晶界碳化物析出是由于护环运行过程中加热操作不当引起的;沿晶碳化物析出对钢的有害作用主要表现为对晶界区变形能力和形变强化潜力的损伤.还提出了等强应变的概念,认为晶界受损的多晶体材料,在其应变量超过等强应变之后,晶界区的剪切变形成为较主要的变形方式,这时,在三重晶界或晶界弯折处等有应力集中的地方按微孔型机制形成裂纹并沿晶界扩展,导致微孔型沿晶断裂.等强应变的大小,取决于晶界受损程度.     

预拉伸变形后X60管线钢疲劳裂纹断口形貌分析

用扫描电镜(SEM)分析了X60管线钢在未变形和10%的预拉伸变形后循环载荷下的裂纹断口形貌.结果表明:在高应力比下,静载拉伸力学因素在断裂机制中占主导地位,随着应力比的降低,断口呈现疲劳断裂特征;随着加载频率的降低,MnS夹渣的数量和密度明显增加;疲劳断口呈现出典型的晶间断裂冰糖状形貌,但由于X60管线钢的晶粒细小,并不明显.     

In Situ Studies of Deformation and Fracture in Sputtering Copper Film

Nanocrystalline copper films were prepared by sputtering and then in situ straining experiments were performed using a trans- mission electron microscope. Macroscopically, these copper films exhibited very low ductility (相似文献   

Wear of CVD thick film diamond cutter while machining laminated flooring

The rapid improvement in man-made board indus-try indicates the potential development of woodworkingtools.As one of man-made board,HPL flooring alsogains strong growth in application with the rapid devel-opment of construction industry[1~3].The wear resist-ance layer of HPL flooring brings a challenge for themachining performance of tools.Some of traditional toolmaterials,such as high speed steel(HSS),cementedcarbide,cannot meet the urgent need of high speed,consistent cutting quality and …     

Fracture toughness and fatigue crack growth analysis of 7050-T7451 alloy thick plate with different thicknesses

The strength,fracture toughness and fatigue crack growth resistance of 7050-T7451 aluminum alloy plate with different thicknesses(35 mm and 160 mm) were investigated by means of optical microscope,scanning electron microscope and transmission electron microscope.The results show that thicker plate has lower strength and fracture toughness but higher fatigue crack growth resistance,by comparison to the thinner plate.The drop of strength is mainly attributed to grain coarsening in the thicker plate,and the increased degree of recrystallization results in the loss of KIC.However,the coarsened grains in the thicker plate make cracks deflected and closure effect enhanced due to surface roughness increased.For both of plates,in the fracture surface subjected plain strain,a transition from transgranular dimpled fracture to intergranular dimpled fracture is observed during the fracture process.     

Microstructure and mechanical properties of submicron-grained NiAl-Al2O3 composite prepared by pulse current auxiliary sintering

Dense and submicron-grained NiAl-Al2O3 composite was fabricated by pulse current auxiliary sintering(PCAS).Its microstructure was analyzed by XRD,SEM and TEM,and its mechanical behavior was evaluated through compression test and fracture toughness test.The average grain sizes of NiAl and Al2O3 are about 200 nm and 100 nm respectively.The Al2O3 particles dispersed in NiAl matrix,forming intergranular structure and intragranular structure.During sintering,Al2O3 particles were remarkably spherized due to the unique sintering mechanism of PCAS,which is beneficial to the improvement of toughness.The NiAl-Al2O3 composite exhibits high compressive yield strength,whether at room temperature or elevated temperature.Its room-temperature(23 ℃) and elevated-temperature(1 200 ℃) compressive yield strength are up to 2 050 MPa and 140 MPa,respectively.Meanwhile,its fracture toughness is significantly enhanced,which is up to 8.2 MPa?m1/2.It is suggested that the main strengthening-toughening mechanisms are grain refinement strengthening and Al2O3 dispersion strengthening.The fracture of larger NiAl grain is the transgranular cleavage and this is induced by crack tip deflection and grain boundary weakening which are caused by intergranular and intragranular Al2O3 particles,respectively.     

石化火炬燃烧器管线裂纹开裂失效分析

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理,通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段,找出了管线失效开裂的原因,进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明,在一定的温度下,管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境,火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重,存在严重的晶间腐蚀;晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落,产生点蚀坑,点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源;火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中,在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下,火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。