40Cr2NiMoV热作模具钢热疲劳裂纹扩展的研究

研究了４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ热作模具钢热疲劳裂纹的扩展特性，试验结果表明４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢热疲劳裂纹属沿晶裂的，裂纹扩展是主裂纹与裂纹前端显微裂纹不断合并的结果，随着热循环次数的增加，裂纹扩展速率遵循快一慢一快的规律。９１０℃淬火、５８０℃回火的试样与９６０℃淬火，６１０℃、回火的试样相比，９１０℃淬火、５８０℃回火的试样具有较高的热疲劳裂纹扩展的抗力。     

4Cr_2NiMoV热作模具钢热疲劳裂纹扩展的研究

研究了４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ热作模具钢热疲劳裂纹的扩展特性．试验结果表明４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢热疲劳裂纹属沿晶型的，裂纹扩展是主裂纹与裂纹前端显微裂纹不断合并的结果．随着热循环次数的增加，裂纹扩展速率遵循快一慢一快的规律．９１０℃淬火、５８０℃回火的试样与９６０℃淬火、６１０℃、回火的试样相比，９１０℃淬火、５８０℃回火的试样具有较高的热疲劳裂纹扩展的抗力．     

热处理对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响

本文通过热疲劳试验、电子金相、扫描断口分析等方法研究了热处理对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响。结果表明:不同热处理状态的钢在热疲劳过程中均有循环软化效应,热疲劳抗力主要受钢的强度及其热循环稳定性控制;热疲劳断口由萌源区和扩展区组成,断口上兼有疲劳损伤和氧化腐蚀的特征;热疲劳裂纹以沿晶楔入为源,按穿晶一沿晶混合方式扩展。     

利用扫描电镜动态研究3Cr2W8V钢热疲劳裂纹的萌生

利用自制的Coffin型热疲劳载物台,对3Cr2W8V钢微型试样进行了扫描电镜中的动态热疲劳试验。拍摄了热疲劳裂纹的形核、成长、连接过程。对3Cr2W8V钢热疲劳裂纹的萌生机制进行了讨论。指出热疲劳裂纹优先于界面碳化物链处形核,并在滑移的促进下沿滑移线场最大切应力方向成长。     

高铬镍合金白口铸铁热疲劳断裂过程的动态观察

用ＨＭ－１００型高温金相显微镜,通过模拟热疲劳的实验方法,动态观察了高铬镍合金白口铸铁热疲劳裂纹的萌生及扩展过程。实验表明：组织为奥氏体加Ｍ２３Ｃ６型碳化物的高铬镍合金白口铸铁热疲劳裂纹主要沿晶界萌生扩展,热疲劳断口为混合型断口。增加含碳量则降低高铬镍合金白口铸铁的热疲劳抗力。     

车用含Nb奥氏体不锈钢热疲劳行为分析

采用自约束热疲劳试验方法,分析了排气歧管用含Nb奥氏体不锈钢热疲劳行为.结果表明:热疲劳裂纹主要沿晶界扩展,少部分穿过晶界扩展,与较大碳化物颗粒有关;除循环上限温度为1050℃的试样外,其他试样的热疲劳过程均包括萌生、加速扩展及稳态扩展阶段;随循环上限温度的升高,热疲劳裂纹起裂及达到最大扩展速率所需次数减少;循环上限温...     

热处理对3Cr2W8V钢热应力疲劳性能的影响

本文通过热疲劳试验,复膜电子金相、扫描断口分析等方法研究了热处理对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响。结果表明:不同热处理状态的钢在热疲劳过程中均有循环软化效应;热疲劳抗力主要受钢的强度及热循环稳定性所控制;热疲劳断口兼有疲劳损伤和氧化腐蚀特征;热疲劳裂纹以沿晶楔入为源,按穿晶——沿晶混合方式扩展。     

3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢热疲劳机理及热疲劳抗力的差异

对淬火、回火后的3Cr2W8V钢、4Cr5MoSiV1钢缺口板状试样,进行了50～650℃ Coffin型热疲劳试验。根据试验结果,分析了热疲劳裂纹萌生和扩展过程,以及此过程中试样上应力的变化。结果表明:试样在升温时产生塑性压缩应变,在降温时产生弹性拉伸应变,呈现出弹塑性应变循环的特征;热疲劳裂纹沿滑移线场方向,在最大应变区形核,在形核数量上,4Cr5MoSiV1钢为3Cr2W8V钢的十几倍;裂纹扩展驱动力主要受材料高温强度和组织的热循环稳定性控制,同时也受材料对拉应力松驰能力的影响;裂纹扩展阻力主要取决于热循环后的材料断裂韧性水平、强度水平和氧化腐蚀抗力的合理配合。根据以上分析结果,从机理上解释了4Cr5MoSiV1钢热疲劳抗力优于3Cr2W8V钢的原因。     

燃烧器喷嘴材料热疲劳性能和高温氧化性能研究

采用对比试验方法,通过热疲劳裂纹扩展速率和氧化增重试验,研究了燃煤锅炉燃烧器喷嘴常用的两种材料的热疲劳性能和高温氧化性能,结果表明,铬、锰、硅等元素含量高的新材料ZG40Cr26Ni4Mn3NRe的热疲劳性能和抗高温氧化性能均明显优于原燃烧器喷嘴材料ZG40Cr20Ni5.材料的抗热疲劳性能在很大程度上取决于材料的抗高温氧化性能,热疲劳裂纹在表面缺陷处最易出现,热循环过程中氧化膜的形成和破裂加剧了热疲劳裂纹的萌生和扩展.     

改型K417L镍基高温合金的热疲劳行为

利用开有V形缺口的平板试样,研究了两种不同成分的改型K417L镍基铸造高温合金在最高温度为1100℃,最低温度为室温的热循环下的热疲劳行为.通过光学显微镜和扫描电镜观察合金的组织和热疲劳裂纹形貌,研究热疲劳损伤机制.结果表明:晶界及显微组织的差异是造成改型合金热疲劳性能劣于原K417L合金的主要原因;改型合金的热疲劳主裂纹主要从V形缺口处萌生,主裂纹和二次裂纹都沿晶界扩展,裂纹沿着或穿过MC碳化物,高温氧化是影响裂纹生长的主要因素.     

20g钢珠光体球化后拉伸断裂过程组织变化

采用现场金相显微镜对珠光体球化的20g钢拉伸过程进行了原位观察,用扫描电镜分析变形组织及裂纹。结果表明：珠光体发生球化的20g钢在拉伸过程中,在某些晶粒内部首先发生变形,产生大量的滑移带,并在晶界处产生塞积。随后其它部分晶粒转动,形成对变形有利的取向,各晶粒协调变形。拉伸过程中,裂纹首先产生于试样边缘的珠光体组织。试件内部,微裂纹空洞在铁素体和珠光体的晶界处萌生,由于应力集中,产生扩展连接,呈穿晶和沿晶断裂。     

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.     

Molecular dynamics simulation of thermal stability of nanocrystalline vanadium

Currently, because of the thermal instability of nanocrystalline (NC) materials, there is little report on their thermal properties. Thus, for the NC, the study on their thermal sta- bility has been an urgent issue from the view of practical application and theoretical re- search. The difficulty for investigating the growth of NC material is to determine the crystal grain size precisely. Crystal grain size is generally determined by electronic mi- croscopes or X-ray diffraction[1]. Experime…     

Oxidation kinetics and high temperature in-situ observation of the oxidation behaviour of NbSi_2 at 1023 K

Pest oxidation has been known for a long time in refractory transition-metal disilicides such as NbSi2 and MoSi2[1―4]. However, the origin of pesting reaction of these materials is still under debate. Although the pesting phenomenon in NbSi2 has been reported in several works[5―7], a direct study of the mechanism is scarce at the moment. Compared to NbSi2, pesting in MoSi2 has received relatively extensive attention. Mckamey et al.[8] showed fragmentation near 773K occurred easily in as…     

热老化对核级316LN锻造控氮奥氏体不锈钢微观组织及性能的影响

研究了热老化对核级316LN锻造奥氏体不锈钢的位错组态、电阻率及显微硬度的影响规律。结果表明,随着热老化的进行,奥氏体基体中位错密度总体下降,而始于晶界向晶内延伸的扩展位错数量增多且宽度变窄,其中,固溶态的扩展位错宽度约为1．0μm,热老化5000h后约为0．2μm。分析认为,碳原子在晶界及其附近微区的偏聚是引起位错亚结构变化的主要原因：电阻率随热老化时间的延长、检测温度的升高而增大,且热老化5000h后电阻率随温度的增长速率高于固溶态;晶内和晶界处的显微硬度值随热老化的进行均有所升高,二者之间显微硬度的差值逐渐增加。     

陶瓷材料高温蠕变行为研究

含有晶界玻璃相的陶瓷防热材料的高温蠕变行为主要包括晶界孔洞的成核及扩展,晶粒的滑移是控制晶界孔洞扩展的主要因素,决定了孔洞的扩展速率及扩展到完整晶界所需要的时间.建立了一个基于晶界滑移条件下单个及多个晶界孔洞扩展的模型,通过计算,给出了单个孔洞扩展的临界应力及扩展到完整晶界尺寸需要的时间,分析了在一个晶界上分别含有三晶孔洞和双晶孔洞时孔洞扩展的模式,讨论了两个孔洞在扩展过程中的相互影响,比较了前后两个孔洞在晶粒滑移条件下的扩展速率,并通过算例获得了前后两个孔洞连通与扩展同时完成的临界位置.定性及半定量的给出了晶粒滑移对蠕变陶瓷晶界孔洞扩展的影响,为计算晶界孔洞扩展到一个完整晶粒尺寸所需要时间奠定了理论基础.     

异种金属材料焊接性的研究：HSn62—1与1Cr18Ni9Ti焊接铜渗透裂纹

本文是在冷却器HSn62—1黄铜与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢熔—钎焊(Welding—braze)工艺试验的基础上,采用铜合金焊丝对奥氏体不锈钢的焊接中产生铜渗透裂纹进行了机理的研究。通过熔一钎焊的TIG工艺大量试验数据表明,液态铜对奥氏体不锈钢润湿、渗透,在焊接应力作用下,沿晶界渗透扩展而开裂,并且在裂纹中充满了液态铜。由于液态铜使晶界表面能明显降低,同时对裂纹尖端壁面产生一种附加压力,促使液态铜沿晶界加速扩展,形成奥氏体不锈钢液态金属脆化而导致铜的渗透裂纹。 本试验采用七种钢合金焊丝进行熔一钎焊的TIG最佳工艺试验,提出了适用的焊丝,指明了产生铜渗透裂纹的基本规律,为完善异种金属焊接提供了理论依据。     

Oxidation kinetics and high temperature in-situ observation of the oxidation behaviour of NbSi2 at 1023 K

By using high temperature optical microscopy, oxidation behaviors of poly-and single crystalline NbSi₂ were observed in-situ at 1023 K. The effects of micro-cracks, porosity and grain boundary on the oxidation behavior of NbSi₂ have been studied. The results indicate that new cracks initiate and extend from the pre-existing cracking areas in the arc-melted poly-crystalline specimen, leading to fragmentation after 220 min at 1023 K. However, although pores and grain boundary are the preferential oxidation site, they do not directly lead to fragmentation during oxidation, indicating that the pre-existing cracks in specimen are the key reason to pesting. The oxidation kinetics of the studied NbSi₂ specimens corresponds well with the in-situ observation.     

微观结构疲劳短裂纹生长行为的描述方法

通过对裂纹损伤区位错平衡条件的分析,建立了循环应力下的疲劳短裂纹生长位错模型．结合对疲劳短裂纹损伤区与晶界交互作用分析,由模型给出了一个振荡形式发展的微观结构疲劳短裂纹生长速率表达式,其范围包络线可以较好地覆盖裂纹生长速率的试验数据．     

MoSi2电热材料表面氧化层裂纹的形成机制

研究了在周期加热氧化条件下MoSi2电热材料表面氧化层中裂纹的形成机制 .发现表面层中SiO2 析出晶体以后 ,裂纹沿析出晶体的边界发展 ,一般不穿过晶体本身 .氧化动力学曲线的变化规律符合对数关系 .表面氧化物的摩尔体积明显大于基体的摩尔体积 ,是氧化层产生内应力和引起开裂的主要原因之一