CP800钢的低周疲劳特性研究

CP800钢是一种汽车用800 MPa级复相钢。采用加载频率为1 Hz、应力比为-1的拉压疲劳试验研究了汽车用CP800钢的低周疲劳特性。采用Coffin-Manson方程对试验数据进行拟合绘制拟合曲线得到疲劳参数σ'_f、b、ε'_f、c。预测循环次数2N_f与应变幅Δε_t/2之间的关系方程为Δε_t/2=2269.4/2.3×10~5(2N_f)~(-0.107)+0.72(2N_f)~(-0.779)。采用体视显微镜和扫描电镜观察分析疲劳试样断口的宏观和微观形貌。分析发现:CP800钢疲劳试样断口有多个裂纹源,裂纹扩展区有明显的疲劳辉纹,瞬断区存在大量韧窝。钢的循环应力变化的效果为:疲劳寿命的前半段试样承受应力较大,并逐渐硬化;后半段承受的应力减小发生软化。     

异种铝合金角接接头低周疲劳特性试验研究

将5 mm厚6082挤压铝合金和15 mm厚A356铸造铝合金进行冷金属过渡(CMT)角接焊,研究了角接接头的组织和性能。对接头以不同的应变幅值(0.25%～0.40%)进行低周疲劳试验。结果表明:焊缝熔深为3.1 mm,满足CMT焊接时的熔深要求;接头A356铝合金侧熔融区为共晶组织,热影响区组织与母材组织一致;焊接接头试样断裂于焊址部位,热影响区明显软化。根据Manson-Coffin-Basquin公式计算了接头的疲劳寿命参数,建立了E(应变)-N(寿命)预测方程,为Δε_t/2=(425.4/6.85×10~4)(2N_f)~(-0.114)+0.093(2N_f)~(-0.707)。     

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)     

淬冷法研究NbCl5-NaCl和NbCl5-KCl二元系的热力学性质

用高温平衡淬冷方法,研究了NaCl-NbCl5和KCl-NbCl5二元系的热力学性质。结果表明:在580~680 K和0.06~0.12 MPa范围内,NaNbCl6(g)和KNbCl6(g)分别是惟一产物,且NaNbCl6(g)比KNbCl6(g)稳定。反应NbCl5(g) NaCl(s)NaNbCl6(g)的热力学函数是ΔH m=(-28.3±1.5)kJ/mol和ΔS m=(-73.0±2.0)J/(mol.K);反应NbCl5(g) KCl(s)KNbCl6(g)的热力学函数是ΔH m=(-37.6±1.5)kJ/mol和ΔS m=(-93.7±2.0)J/(mol.K)。     

形变热处理对NHS15钢微观组织和高周疲劳性能的影响

研究了经形变热处理和常规热处理后NHS15高强度钢的微观组织结构和高周疲劳性能。结果表明,经形变热处理后,实验钢的屈服强度提高,试样的原奥氏体晶粒被细化,晶粒在轧制方向上被轻微拉长,且晶界被扭曲成锯齿状;形变热处理试样的马氏体束变细,回火后析出的碳化物更加细小、弥散;在107循环周次内,与常规热处理相比,形变热处理提高了试样的疲劳断裂抗力和疲劳寿命;常规热处理试样的疲劳断裂多起源于表面和内部基体,而形变热处理试样的断裂多源于内部夹杂物;疲劳断口裂纹源GBF处的应力场强度因子幅ΔK_(GBF)不随疲劳寿命N_f变化而变化。     

正火工艺处理的EH36船板钢疲劳裂纹扩展行为和断裂韧性

采用电子背散射衍射(EBSD)和扫描电镜(SEM)分析了正火工艺处理的EH36船板钢织构、再结晶和疲劳断口。并通过拉伸试验、疲劳裂纹扩展速率试验、疲劳断裂韧性试验及数值模拟等研究了正火工艺处理的EH36船板钢的疲劳裂纹扩展行为、疲劳断裂机理以及外载和应力比对应力强度因子幅值的影响。结果表明：EH36船板钢具有较强的{110}和{111}塑性织构成分，平均晶粒尺寸为8.2μm,变形晶粒所占比例为4.1%,伸长率为33.3%。通过双对数线性拟合得到应力比为0.03和0.1下的疲劳裂纹扩展寿命预测公式分别为da/dN=1.07×10^-9(ΔK)^3.49和da/dN=1.96×10^-9(ΔK)^3.35。通过J积分法计算出正火处理的EH36船板钢的疲劳断裂韧性K₍J0.2BL(30))为387 MPa·m^1/2。试验钢的疲劳断裂机制是解理穿晶断裂和微孔生长聚合断裂的混合断裂机制。多参数模拟表明在最大外载一定时，相同疲劳裂纹长度下的应力强度因子幅值随着应力比的增加而减...     

Q-P-T处理贝氏体/马氏体复相高强钢疲劳断裂特性研究

对20Mn2SiCrNiMo贝氏体/马氏体复相高强钢进行淬火-配分-回火(Q-P-T)工艺处理,并采用紧凑拉伸试样进行疲劳实验.结果表明,Q-P-T工艺参数对贝氏体/马氏体复相高强钢的疲劳断裂特性具有显著影响,经过合理的Q-P-T工艺处理的贝氏体/马氏体复相高强钢具有较高的疲劳门槛值(ΔKth=13.2MPa·m1/2)及较低的裂纹扩展速率.显微组织及裂纹扩展路径观察显示,Q-P-T处理的贝氏体/马氏体复相高强钢的显微组织包括贝氏体、马氏体和残余奥氏体薄膜,其中“柳叶状”贝氏体及纳米级残余奥氏体薄膜可以阻碍裂纹扩展,迫使裂纹转折、分叉或“间断”,这是贝氏体/马氏体复相高强钢疲劳断裂性能改善的主要因素.     

非晶态形成的临界条件

根据成核理论,当仅考虑均匀核化时,在过冷熔体中结晶成核率可用下式表示: I=N_v~°kT/(3πα_°~3η)exp(-16πα~3β/3T_rΔT_r~2) (1)其中α=(N_v~°)~(1/3)σ/ΔH_m,β=1ΔH_m/RT_m=T/T_m, ΔT_r=T_m-T/T_m.各参量分别表示:I,成核率(cm~(-3)·s~(-1);N_v~°单位体积中的分子数(cm~(-3);η,粘滞系数(P);σ,比表面能(cal·cm~(-2));ΔH_m,熔化时的焓变(cal·mol~(-1));N,阿佛加德罗常数;v,克分子体积;T,熔体温度(K);T_m,熔点(K);k,玻尔兹曼常数;R,气体常数;α_0,分子直径。     

CERTAIN CRITERION FOR THE FORMATION OF AMORPHOUS SOLIDS

<正> 根据成核理论,当仅考虑均匀核化时,在过冷熔体中结晶成核率可用下式表示: I=N_v~°kT/(3πα_°~3η)exp(-16πα~3β/3T_rΔT_r~2) (1)其中α=(N_v~°)~(1/3)σ/ΔH_m,β=1ΔH_m/RT_m=T/T_m, ΔT_r=T_m-T/T_m.各参量分别表示:I,成核率(cm~(-3)·s~(-1);N_v~°单位体积中的分子数(cm~(-3);η,粘滞系数(P);σ,比表面能(cal·cm~(-2));ΔH_m,熔化时的焓变(cal·mol~(-1));N,阿佛加德罗常数;v,克分子体积;T,熔体温度(K);T_m,熔点(K);k,玻尔兹曼常数;R,气体常数;α_0,分子直径。     

显微组织对珠光体钢疲劳裂纹扩展速率的影响

用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及带有切口的三点弯曲试样研究了显微组织对珠光体钢疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:共析珠光体钢中的疲劳裂纹扩展速率da/dN取决于珠光体层片间距。细化珠光体层片间距可有效减缓共析珠光体钢中的疲劳裂纹扩展速率,尤其在高应力场强度因子幅值△K作用的情况下;珠光体钢的疲劳裂纹扩展速率与断裂前的△K之间的关系为:da/dN=6.94×10~(-9)(△K)~(2.919) (mm·c~(-1));显微组织中存在一定量的先共析铁素体可显著降低珠光体钢中疲劳裂纹的扩展速率。     

Fatigue damage analysis on body shell of a passenger vehicle

A method for design durability qualification of a vehicle body shell is presented. Field test data were used to produce an accelerated durability test that retains all of the damaging real time load histories present in the original test cycle. Fatigue analysis methods are used to access and compare the fatigue damage imposed during durability test and laboratory (torsion) experiments. A numerical methodology (FEM) was used to determine the critical local stresses on the component. These stresses were then experimentally measured by using strain gauges. Field tests were performed over public road tracks (stone paved and land surfaces) for loaded and empty vehicles in the customer environment. This acquired data was used to simulate durability tests in laboratory. A correlation between the results obtained in the durability tests and those obtained in a torsion experiment in laboratory was done.     

疲劳损伤定量分析与失效评估研究进展

本文对疲劳损伤定量分析的理论和模型、断口定量分析疲劳寿命、疲劳应力以及对工程构件安全使用具有重要意义的基于损伤容限设计思想的原始疲劳质量与失效评估技术的研究现状进行了分析.通过断口定量反推疲劳应力和疲劳寿命应用最多的是Paris公式,疲劳裂纹萌生寿命目前还无法直接从断口上反推出来,一般通过人为设定a0值的方法计算疲劳裂纹萌生寿命.相对而言,国外对在役构件的剩余寿命评估方面开展了较多的工作.本文分析比较了国内外在疲劳损伤定量分析与失效评估研究的侧重点和思路的异同,并指出了加强失效分析在产品设计、生产、使用和维护各个环节的应用力度及开展失效评估技术研究是失效分析领域发展的两个重要方向.     

镍基铸造高温合金低周疲劳研究进展

镍基铸造高温合金具有优异的高温性能,广泛应用于航空发动机涡轮叶片等热端部件之中。航空发动机涡轮叶片是发动机中工作环境最为恶劣、结构最为复杂的零件之一,在发动机运行过程中所产生的高温交变应力的作用下,合金承受着严重的应力、应变循环损伤,裂纹往往在合金中的薄弱区域形成并扩展,使合金以低周疲劳的模式失效,严重影响了合金的服役寿命,因此对合金低周疲劳性能的研究尤为重要。本文详细阐述了影响镍基铸造高温合金低周疲劳性能的表面缺陷、内部组织及缺陷、晶体取向和低周疲劳试验条件等四方面因素,从位错运动方式和形态变化特点出发,研究了不同温度下镍基铸造合金的变形机制,最后总结了合金低周疲劳寿命预测的应力应变准则、能量准则、损伤累积准则及临界面和临界距离准则。     

天然橡胶/顺丁橡胶共混物疲劳历程的研究

采用扫描电子显微镜、电性能测定和热重法等分析手段，研究了炭黑补强的天然橡胶／顺丁橡胶共混硫化胶的疲劳历程，探索了其内在的疲劳损伤机理。     

J.H.1957铝合金活塞断裂分析

东风四型机车内燃机上所用Ｊ．Ｈ．１９５７活塞,在运行约１．８×１０８ｍ后出现断裂。采用扫描电镜等手段分析了断裂活塞,结果表明活塞断裂的性质属于疲劳断裂。疲劳源是Ｕ形槽根部表面上的切削刀痕。     

TB6钛合金疲劳及裂纹扩展性能研究

本文对TB6钛合金锻件弦向和径向两种取样方向分别进行了室温和200℃下旋转弯曲高周疲劳、轴向低周疲劳和疲劳裂纹扩展性能试验研究。试验结果表明,弦向（C）和径向（R）两种取样方向对该合金锻件的旋转弯曲高周疲劳、轴向低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展性能没有影响;温度升高可加速该合金锻件的疲劳裂纹萌生,但在裂纹扩展阶段,该合金高温下的韧性优势与屈服强度降低的劣势平衡的结果使其在室温～200℃温度范围内的疲劳性能基本不受温度的影响;在10—20mm的厚度范围内,厚度对该合金的疲劳裂纹扩展性能没有影响;在3．5％NaCl盐雾环境中。腐蚀介质对TB6钛合金的疲劳裂纹扩展速率在初始阶段有迟滞作用,但在应力强度因子范围大于14MPa m后有加速作用。     

超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头疲劳行为

使用带超声频载荷分量的双周疲劳试验装置对Q345钢焊接接头分别进行纯低周、纯高周以及双周循环加载条件下的疲劳试验.应力比R为O.5,高周载荷频率约19 kHz.结果表明,叠加于大幅低周循环载荷上的小幅高周循环载荷及叠加于大幅高周循环载荷上的小幅低周循环载荷都能够对焊接接头造成严重的疲劳损伤.通过按外包络线表征双周疲劳强度,如果疲劳寿命使用低周载荷循环周次表征,低估了高周载荷分量对焊接接头造成的损伤;如果疲劳寿命使用高周载荷循环周次表征,又高估了低周载荷分量对焊接接头造成的损伤.     

组织状态对循环冲击及非冲击载荷下裂纹扩展的影响

本文对10~#钢和45CrNi合金钢的几种组织状态分别进行了冲击疲劳及非冲击疲劳裂纹扩展试验,结果表明:45CrNi的组织状态对冲击疲劳裂纹扩展的影响较对非冲击疲劳的大;10~#钢的组织状态对两种载荷下的裂纹扩展基本上无影响。结合微观机制和载荷特性,讨论了组织因素对冲击、非冲击疲劳裂纹扩展的影响。     

Behavior of Fe-Mn-Al-C steels during cyclic tests

Alloys of the FeMnAlC system have been used for cryogenic purposes and for applications up to 673 K. At low temperatures, they have in general a better performance than austenitic Cr-Ni steels as far as fatigue is concerned, but are inferior to martensitic Cr steels. However, since the fatigue strength of FeMnAlC alloys in the temperature range of 523 to 823 K is higher than at room temperature, the present work has been conducted to describe the behavior of such alloys under the action of cyclic loading, including elasto-plastic deformation and cyclic temperatures. It has been concluded that components can be successfully subjected to cyclic loads in the elasto-plastic regime and to periodic changes in temperature under normal service conditions.     

高浓度渗碳及其性能研究

对比研究了高浓度渗碳与常规渗碳后试样的组织和性能。结果表明：高浓度渗碳试样的硬度，耐磨性，接触疲劳性能最高，弯曲疲劳性能与常规渗碳试样的大致相同，并对试验结果进行了较为系统的微观机理分析。