珠光体组织疲劳裂纹扩展方式的观察

珠光体组织的疲劳裂纹扩展方式可分为A,B,C三种类型。A型为裂纹同时横切多层铁素体片和渗碳体片而扩展;B型为裂纹逐层切割铁素体片和渗碳体片扩展;C型为裂纹只沿一层铁素体片或其界面扩展。A型出现的几率最大,B型的扩展阻力最大,C型的扩展阻力和出现的几率都最小。在疲劳裂纹扩展过程中它们的断口特征和比例都不同。在疲劳裂纹慢速扩展区,珠光体组织的疲劳裂纹扩展方式为A型加部分C型或B型。在疲劳裂纹稳态扩展区以A型和B型为主,可见明显的疲劳条纹,在快速扩展区以解理或韧窝为主。     

OBSERVATION ON FATIGUE CRACK PROPAGATION OF PEARLITIC STRUCTURE

珠光体组织的疲劳裂纹扩展方式可分为A,B,C三种类型。A型为裂纹同时横切多层铁素体片和渗碳体片而扩展;B型为裂纹逐层切割铁素体片和渗碳体片扩展;C型为裂纹只沿一层铁素体片或其界面扩展。A型出现的几率最大,B型的扩展阻力最大,C型的扩展阻力和出现的几率都最小。在疲劳裂纹扩展过程中它们的断口特征和比例都不同。在疲劳裂纹慢速扩展区,珠光体组织的疲劳裂纹扩展方式为A型加部分C型或B型。在疲劳裂纹稳态扩展区以A型和B型为主,可见明显的疲劳条纹,在快速扩展区以解理或韧窝为主。     

铸态蠕墨铸铁的热疲劳裂纹萌生与扩展行为研究

研究了在600~20℃热疲劳试验条件下,铸态蠕墨铸铁热疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明:基体组织的强度、热稳定性以及石墨形态能影响热疲劳裂纹的萌生和扩展。主裂纹的扩展是从人工缺口出发,避开珠光体区域,穿过铁素体区域。裂纹沿着蠕虫状石墨与基体组织的边界或铁素体-珠光体晶界前进。随着热疲劳次数的增加,珠光体中的渗碳体分解,强度下降,裂纹扩展速度加快。     

珠光体层片取向对冷拔珠光体钢丝形变的影响

利用TEM,SEM和纳米压痕仪研究了珠光体钢丝在冷拉拔形变过程中,珠光体层片取向对其形变及力学性能的影响.结果表明:与拉拔轴向夹角较小的珠光体层片,通过珠光体团旋转,使珠光体层片转向平行于拉拔轴向,并率先形成铁素体110丝织构;铁素体中位错由单滑移到多滑移,最终变成同一滑移系的单滑移,位错分布较均匀,渗碳体与铁素体保持协调变形.与拉拔轴向夹角较大的珠光体层片,通过弯折转向接近平行拉拔轴向,渗碳体发生断裂碎化、铁素体中形成位错胞,造成后续形变困难,层片缓慢减薄.经拉拔形变后,平直珠光体的显微硬度高于弯折珠光体,表明接近平行于拉拔轴向的珠光体层片加工硬化率较高,有利于形变强化.     

冷拉拔珠光体钢丝的力学性能各向异性研究

利用拉伸试验机、SEM和TEM研究了冷拉拔珠光体钢丝力学性能的各向异性。结果表明,原始盘条(应变e=0)中,各向抗拉强度相近;随着钢丝应变的增加,钢丝各向抗拉强度的差异逐渐明显。其中,平行于拉伸轴方向(P样品)和与拉伸轴呈45°方向(I样品)符合应变强化规律;垂直于拉伸轴方向(V样品)抗拉强度稳定在1320 MPa左右。形变钢丝中,平行方向抗拉强度最高,45°方向次之,垂直方向抗拉强度最低。原始盘条中,各向均发生穿晶断裂;形变钢丝中,平行方向的断裂机制为微孔聚集型,45°方向和垂直方向发生穿晶断裂或沿晶断裂。拉伸断口纵截面TEM像表明,平行方向上,位错均匀分布在铁素体片层中,各片层协调形变;垂直方向上,位错在铁素体/渗碳体界面处塞积缠结,产生应力集中直至断裂。表现出明显的各向异性。     

石墨团聚对铁素体球墨铸铁微区裂纹演变的影响

基于粘聚力模型和代表体积单元,采用原位显微观察和扩展有限元模拟,分析了石墨团聚对铁素体球墨铸铁单轴拉伸下的微区应力分布和裂纹演变机理的影响。结果表明,当石墨间距与直径的比值(l/d)高于1.8时,石墨与铁素体基体中裂纹萌生关联较小。随着团聚程度增大(l/d≤1.8),石墨与基体脱粘,裂纹易萌生在团聚石墨间的铁素体内,并沿垂直于拉应力方向扩展。团聚的石墨数量越多,团聚区域越容易产生裂纹。     

石墨团聚对铁素体球墨铸铁微区裂纹演变的影响北大核心CSCD

基于粘聚力模型和代表体积单元,采用原位显微观察和扩展有限元模拟,分析了石墨团聚对铁素体球墨铸铁单轴拉伸下的微区应力分布和裂纹演变机理的影响。结果表明,当石墨间距与直径的比值(l/d)高于1.8时,石墨与铁素体基体中裂纹萌生关联较小。随着团聚程度增大(l/d≤1.8),石墨与基体脱粘,裂纹易萌生在团聚石墨间的铁素体内,并沿垂直于拉应力方向扩展。团聚的石墨数量越多,团聚区域越容易产生裂纹。     

核能发电机冷却水管用镍铬双相不锈钢的裂纹产生机制研究

对核能发电机冷却水管用镍铬不锈钢中相界裂纹的萌生和扩展进行研究。采用扫描电镜进行原位拉伸实验,观察此类不锈钢在拉伸过程中的组织变化,以及裂纹的萌生和扩展,分析拉伸断口形貌。结果表明,原位拉伸中,裂纹首先产生在有杂质粒子和相界的位置。当奥氏体和铁素体相界与拉伸方向平行时,微裂纹在相界产生,并沿垂直界面方向扩大:当相界与拉伸方向垂直时,微裂纹沿着相界扩大。     

全层状TiAl基合金断裂机理原位观察

通过对裂纹与晶内片层和晶界的交互作用的原位观察,研究了全层状组织TiAl基合金的断裂机制。结果表明：裂纹萌发和扩展方式不仅依赖于片层与拉伸轴的相对取向,还受晶界取向的制约。当片层与拉伸轴成较大角度时,沿片层裂纹扩展是通过主裂纹与沿片层微裂纹的连接及剪切的过程;而当拉伸轴近乎平行片层时,跨片层裂纹依靠对界面分离和跨片层微裂纹这两种形式的微裂纹的连接进行扩展的,纵向交叉晶界有利于断裂韧性的提高,而横向晶界则不利于材料断裂韧性。     

珠光体球墨铸铁断裂过程的动态观察

用扫描电镜对合有破碎状铁素体的珠光体球铁进行拉伸断裂过程的动态观察,研究裂纹萌生、扩展与石墨球、铁素体、珠光体组织的关系。结果表明,断裂过程为石墨球与基体脱开;基体局部塑性变形;显微裂纹萌生;若干显微裂纹连成较长的裂纹,并与扩展的主裂纹前端相连接。断裂前铁素体比珠光体承受更大的塑性变形,铁素体有效地钝化显微裂纹,其作用随铁素体量增加而加强。和牛眼状铁素体比,破碎状铁素体可使裂纹扩展经历更多曲折,路径相应增长,消耗能量增加。     

In-situ crack propagation observation in fully lamellar Ti-49%Al alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅａｅｒｏｓｐａｃｅｃｏｍｍｕｎｉｔｙｆｏｒｉｔｓｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ ,ｈｉｇｈｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｇｏｏｄｏｘ ｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ .Ｉｎｌａｓｔｄｅｃａｄｅｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅ ｔｗｅｅｎｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｋｎｏｗｎｍｏｒ…     

3.5%NaCl中阴极极化下A537钢间歇超载疲劳断品分析

测量了Ａ５３７钢在３．５％ＮａＣｌ中阴极极化条件和不同间歇超载发生频率下疲劳裂纹扩展曲线,并利用扫描电子显微镜对腐蚀疲劳断口进行观察,结果表明：超载对裂纹扩展速度及断口特征的影响取超载发生频率。当超越发生频率ＯＣＲ＝１０＾－１,１０＾－２时,间歇超载加速裂纹扩展,腐蚀疲劳断口只存在解理、沿晶等一般脆性特征：当ＯＣＲ＝１０＾－３,２×１０＾－４,１０＾－４时,间歇超载对裂纹扩展存在阻滞效应,Ａ５３７     

钢中珠光体球团尺寸的EBSD表征技术

借助光学显微镜和扫描电镜等研究了珠光体球团的表征方法,从阻止裂纹扩展的有效性出发,选择内部取向接近、外部取向差较大的球团簇作为评价珠光体球团尺寸的指标。结果表明,珠光体中铁素体的取向分布与球团吻合,即铁素体的大角度晶界就是球团(簇)界,所以可以通过表征铁素体的晶粒尺寸来评价珠光体球团尺寸。该方法的关键点在于晶界如何定义和样品如何制备。从对EBSD法的可行性分析可知,以15°作为晶内最大取向差来划分珠光体球团。对于珠光体钢,电解抛光法更适用于珠光体中渗碳体片层较宽的样品,而对于珠光体中渗碳体片层过窄的情况更适合选用离子抛光法。      

Q550D拉伸分层原因分析

利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)，对低合金高强钢Q550D的典型拉伸分层断口进行了微观分析。结果表明：组织为贝氏体+铁素体+颗粒状碳化物，存在一定程度的带状分布。试样拉伸变形过程中，大尺寸碳化物处的位错塞积导致萌发微裂纹和孔洞，试样出现缩颈后产生垂直拉应力导致裂纹扩展，组织的带状分布进一步促进了裂纹的扩展，最终形成宏观断口分层。     

800MPa级DP钢冲压成形及裂纹扩展机理

通过冲压弯曲试验研究800MPa级DP钢的极限拉伸,采用扫描电子显微镜观察分析钢板的微观组织及动态拉伸过程,探讨其微观组织与其稳机理的关系。结果表明,DP800钢断口为剪切型断裂。凸模圆角半径较小时,拉深弯曲断裂是由于折弯角过小而在凸模圆角处折弯断裂;凸模圆角半径较大时,冲压弯曲断裂由于受到板料延伸率的限制,在材料流动受限的凹模圆角附近断裂。DP800的断口均分布着大量韧窝的韧性断裂,其裂纹扩展机理是微裂纹,主要产生于铁素体或马氏体/铁素体相界面,主裂纹沿两相界面或贯穿铁素体而继续扩展。     

单晶高温合金损伤与断裂特征研究

研究了单晶高温合金在持久、拉伸和低周疲劳条件下的损伤与断裂特征。结果表明:单晶合金高温持久微观断裂方式为沿原始微孔洞扩展的微孔聚集型断裂,中温持久微观断裂方式为微孔聚集型断裂与滑移剪切断裂共存的混合型断裂;高温拉伸首先在内部以微孔聚集型模式开裂,最后阶段以滑移剪切的方式发生断裂,微孔聚集型断裂过程占主要地位,中温拉伸以纯滑移剪切的方式发生断裂,断口由一个平面组成;低周疲劳断裂由裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展3个阶段组成。断口呈现多源开裂特征,疲劳裂纹一般萌生于表面。疲劳裂纹扩展初期断口基本与主应力方向垂直,随着疲劳裂纹扩展,断口表现为与主应力约成45°的平面特征。     

近全层组织γ-TiAl基合金的室温拉伸断裂机理

通过对直缺口近全层组织的扫描电镜原位拉伸实验以及相应的断裂表面观察，结合有限元计算了TiAl基合金近全层组织拉伸的断裂机理。研究表明：许多裂纹在塑性变形前沿着层间起裂和扩展，断裂过程的驱动力是拉应力。在直缺口试样中，许多裂纹直接起裂于缺口根部，并且沿着层间扩展。随着拉应力的增加，主裂纹和新裂纹也可以通过障碍晶粒的穿层解理断裂来连接。通过有限元计算得沿层断裂强度大约为50MPa，穿层断裂强度大约为120MPa。     

DZ125高温合金超高周疲劳裂纹萌生与扩展

裂纹的萌生与扩展是研究合金材料超高周疲劳行为的重要方面。本研究分析与探讨了温度和表面状态对DZ125合金的超高周疲劳裂纹萌生与扩展特征的影响。不同温度下,DZ125合金的超高周疲劳裂纹萌生位置和扩展方式不同。室温下,裂纹均沿表面起源,裂纹扩展以拉伸模式为主;700℃下,裂纹均沿亚表面起源,裂纹扩展以剪切模式为主。室温下,DZ125合金经激光冲击处理前后的超高周疲劳裂纹萌生位置和扩展方式均存在差异。经过激光冲击处理后,裂纹萌生于合金的内部孔洞缺陷,裂纹扩展完全以剪切模式进行。