材料学海拾贝

本文为作者从事材料学研究五十年的心得体会。对材料,材料学—包括微观材料学与宏观材料学的基本概念、内容和历史发展做了系统的阐述。分析了微观材料学与宏观材料学的组成单元及其相互关系,并介绍了好几种从事材料学研究的思想方法和工作方法。     

The effect of composition and thickness of buffer on joining strength of brazing

ZrO2 and 40Cr steel were brazed by inserting buffer Ni,4J33,Ti and Cu separately. The chemical composition of 4J33 and Ni will damage the wetting property of Ag66Cu30Ti4 filler metal to ceramic and hinder the interface reaction between the active filler metal and Zr O2, so ZrO2/40Cr steel can not be bonded. Cu and Ti can efficiently release the residual stresses in the ceramic without injuring the wettabilty of filler metal, so the high joining strength can be obtained by inserting Cu and Ti.     

Ⅱ型试样的氢致开裂和应力腐蚀

用有限元法计算了Ⅱ型缺口前端的应力场和应力场强度因子KⅡ。结果表明,最大正应力和最大三向应力所在位置(θ=-110°)和最大剪应力位置(θ=80°)并不重合;最大正应力的指向和缺口延长线成α=10°。 实验表明超高强度钢Ⅱ型缺口试样能产生氢致滞后开裂,在水溶液中也能发生应力腐蚀。氢致裂纹和应力腐蚀裂纹都在最大三向应力所在位置形核,但裂纹的取向并不和该处的最大正应力垂直,而是指向该处的剪应力方向。如果没有氢,则裂纹在最大剪应力所在位置处形核,并沿最大剪应力方向扩展,即开裂角α=5°。 无论是氢致滞后开裂,还是应力腐蚀,Ⅱ型试样的规一化门槛应力强度因子均比Ⅰ型试样的相应值要高,断口形貌则和Ⅰ型试样的基本相同。     

Ⅲ型裂纹试样的氢致滞后断裂

利用复合型(Ⅰ+Ⅲ型)试样研究了应力状态对氢致表观屈服应力(它是产生局部宏观塑性变形所需的外应力)的影响,探讨了Ⅲ型裂纹试样产生氢脆(即氢致裂纹)的可能性。结果表明,对Ⅲ型裂纹试样,即使严重充氢也不会使表观扭转屈服应力下降。从而也不会沿原裂纹面产生氢致滞后裂纹。对复合型试样,只有当K_Ⅰ本身就能使原裂纹面产生滞后塑性变形时才能使表观扭转屈服应力随K_Ⅰ增大而下降。 对充氢的纯Ⅲ型裂纹试样,当扭矩大于临界值后保持一定时间就能在和原裂纹面成3/4π或-45°的面上产生氢致滞后裂纹,它导致典型的沿晶断口。如充氢试样直接扭断则得沿原裂纹面断裂的平剪切断口。当钢的强度和氢含量低于临界值就不会产生沿3/4π面的滞后裂纹。计算了Ⅲ型裂纹应力场和氢应变场的互作用能。结果表明,在和原裂纹面成3/4π的诸平面上互作用能有极小值,从而导致氢向该面浓集而形成氢致滞后裂纹。     

学习与创新

引用三段名人语录,从方法论角度分析了治学与创新的道路.     

反馈在认知微观材料学问题的应用

本文尝试应用“控制论”中的“反馈”概念 ,去分析微观材料学中的现象。结果指出 :环境与系统作用后 ,返回输出的信息中 ,环境与系统都可能有“质”的改变 ;应该从改变后的环境和系统的结构的信息去理解随后的现象。这是一种新反馈 ,并可联系到耗散结构理论。     

简论"路"--"路漫漫其修远兮,吾将上下而求索"(屈原)

从方法论，特别是从材料学方法论角度，学习并简论了逻辑、治学、创新、成才、处事、兴国、数学共七路，期望有助于问题的分析。     

用正电子湮灭技术研究裂纹顶端塑性区内的缺陷分布

本文用多普勒加宽谱研究了钢材裂纹顶端塑性区内的应变分布及其充氢后的变化。 40MnNb中强度石油用钢在H_2S介质中使用发生氢脆。用这种钢制成10×20×160悬臂梁试样,线切割和疲劳裂纹总长度为5.977mm,经抛光后在悬臂梁上加载,作用于裂纹顶端的应力场强度因子K_I=273kg/mm~(3/2),然后加楔固定裂纹顶端的张开位移。在加载的情况下线切割成2×20×40(mm)薄片状恒位移试样,切割面经砂纸磨光,     

材料性能的分析方法

一、引言不是所有的物质都是材料。当然,材料是一“种”物质,材料“属”于物质,采用“属+种差”这种逻辑中的标准方法,对于现代的材料,可以定义如下: “可为人类社会接受而又能经济地制造有用器件的物质,叫作材料。”…………(1)“物质”前那个定语便是“种差”,从这个“种差”可导出材料的五个判据: (1)可为人类社会接受地——引入资源、能源、环保三个判据; (2)经济地——引入经济判据;