晶粒尺寸对奥氏体不锈钢疲劳裂纹低速扩展及其顶端塑性变形的影响

以往的研究结果表明,晶粒尺寸不仅影响材料的门坎值,而且也与常规机械性能特别是强度指标有一定的关系。为了解材料的门坎值、晶粒尺寸和强度之间的关系,本工作以奥氏体不锈钢为研究对象试图探索这一关系,同时用浮凸法研究晶粒尺寸对门坎值和低速扩展中裂纹顶端塑性变形的影响。     

EFFECT OF GRAIN SIZE ON SLOW FATIGUE CRACK PROPAGATION AND PLASTIC DEFORMATION ZONE OF CRACK TIP

<正> 以往的研究结果表明,晶粒尺寸不仅影响材料的门坎值,而且也与常规机械性能特别是强度指标有一定的关系。为了解材料的门坎值、晶粒尺寸和强度之间的关系,本工作以奥氏体不锈钢为研究对象试图探索这一关系,同时用浮凸法研究晶粒尺寸对门坎值和低速扩展中裂纹顶端塑性变形的影响。     

EFFECT OF OVERLOAD ON FATIGUE CRACK PROPAGATION NEAR THRESHOLD

本文研究一次拉伸型过载对奥氏体不锈钢疲劳裂紋近门槛值扩展的影响.试验结果表明,过载对门槛值的影响和过载比P_0/P_(max)的大小有关;P_0/P_(max)>1.4时,门槛值随着过载比增加而线性提高.提出了裂纹扩展速率减缓和门槛值提高的主导原因是过載大大促进裂纹顶端闭合,即塑性诱发闭合和断裂表面粗糙诱发闭合.     

STUDY OF PLASTIC ZONE AND FATIGUE CRACK PROPAGATION MECHANISM

本文用三点弯曲试样测定15MnVN钢在淬火和200℃低温回火状态下疲劳裂纹扩展速率。试验在循环载荷比R=0.5的恒幅条件下进行,并利用金属塑性变形在光滑表面上产生浮凸的现象,用相衬显微镜测定裂纹顶端单调塑性区尺寸。在平面应力状态下垂直于裂纹面方向的单调塑性区尺寸与相应的(K_(max)/σ_s)~2成正比,其比例系数为0.21。根据Rice循环塑性区尺寸与单调塑性区尺寸关系,得到垂直裂纹面方向的循环塑性区尺寸与相应裂纹扩展速率之间为一指数关系。 在裂纹扩展过程中,相对裂纹尺寸a/W约等于0.687时裂纹顶端从小范围屈服进入大范围屈服;a/W<0.687裂纹顶端的塑性变形约在θ=30—60°方向角内向两翼伸展;当a/W>0.687,不仅两翼向更大的θ角展开,而且在θ=0°附近塑性变形也有相当发展。 金相和扫描电镜观察结果,具有板条状马氏体组织的15MnVN钢疲劳裂纹扩展是以穿晶型的解理开裂方式进行的,是一种再生核扩展机制。     

15MnVN钢疲劳裂纹开始扩展规律的研究

一、引言门槛值(Threshold)△K_(th)和裂纹扩展速率da/dN是反映带裂纹构件抗疲劳性能的重要指标,是工程设计选材和安全性分析必不可少的参数。特别是在载荷谱的分析中参数△K_(th)起着重要作用。门槛值△K_(th)定义为: △K_(th)=△K|da/dn→o (1) 式(1)中△K=K_(max)—K_(min) 大量实验研究如果表明:在空气介质中和平面应变条件下,对于给定的材料,△K_(th)     

裂纹在珠光体钢中的近门槛区扩展

在不同应力比(R)条件下研究珠光体片层距(d)对疲劳裂纹近门槛区扩展的影响,测定了材料闭合应力强度因子(K_(cl))和门槛值(ΔK_(th))以及在门槛区扩展时裂纹尖端张开位移范围(ΔCOD)。     

铁素体-马氏体复相钢疲劳裂纹扩展和闭合效应SCIEI

本文研究铁素体-马氏体复相钢中铁素体含量对裂纹萌生、扩展和裂纹尖端塑性变形的影响。在24.2—41.5％的铁素体含量范围内,以33.8％含量的复相钢裂纹萌生期N_0较长、门槛值ΔK_(th)高、并有低的扩展速率和较高的闭合应力强度因子K_(Cl)。三种铁素体含量复相钢的dα/dN-ΔK_(eff)一致的事实,表明裂纹闭合对低速扩展的重要作用,且闭合程度(K_(Cl)/K_(max))随裂纹尖端ΔK的降低而提高,在ΔK_(th)时达到最大。铁素体含量为33.8％的K_(Cl)/K_(max)值最高达0.7。     

过载对疲劳裂纹低速扩展的影响

本文研究一次拉伸型过载对奥氏体不锈钢疲劳裂紋近门槛值扩展的影响.试验结果表明,过载对门槛值的影响和过载比P_0/P_(max)的大小有关;P_0/P_(max)>1.4时,门槛值随着过载比增加而线性提高.提出了裂纹扩展速率减缓和门槛值提高的主导原因是过載大大促进裂纹顶端闭合,即塑性诱发闭合和断裂表面粗糙诱发闭合.     

疲劳裂纹扩展机制和塑性区的研究

本文用三点弯曲试样测定15MnVN钢在淬火和200℃低温回火状态下疲劳裂纹扩展速率。试验在循环载荷比R=0.5的恒幅条件下进行,并利用金属塑性变形在光滑表面上产生浮凸的现象,用相衬显微镜测定裂纹顶端单调塑性区尺寸。在平面应力状态下垂直于裂纹面方向的单调塑性区尺寸与相应的(K_(max)/σ_s)~2成正比,其比例系数为0.21。根据Rice循环塑性区尺寸与单调塑性区尺寸关系,得到垂直裂纹面方向的循环塑性区尺寸与相应裂纹扩展速率之间为一指数关系。在裂纹扩展过程中,相对裂纹尺寸a/W约等于0.687时裂纹顶端从小范围屈服进入大范围屈服;a/W<0.687裂纹顶端的塑性变形约在θ=30—60°方向角内向两翼伸展;当a/W>0.687,不仅两翼向更大的θ角展开,而且在θ=0°附近塑性变形也有相当发展。金相和扫描电镜观察结果,具有板条状马氏体组织的15MnVN钢疲劳裂纹扩展是以穿晶型的解理开裂方式进行的,是一种再生核扩展机制。     

粘接件疲劳性能的研究

本文对粘接件的疲劳性能进行了大量的试验研究,分析表明粘接较铆接、焊接、螺接更为优越,它不仅可大大提高连接件的疲劳强度,而且可以解决铆接焊接中许多无法解决的问题,如不同金属的焊接、金属和非金属的连接等问题。