不同温度下Ti40合金的疲劳裂纹扩展行为

研究了Ti40合金在室温、300、500和600℃下的疲劳裂纹扩展行为,计算了Ti40合金在300、500、600℃下当△K为20 MPa m1/2时与裂纹扩展密切相关的表观激活能.结果表明:随温度升高,Ti40合金疲劳裂纹扩展速率增加;不同温度下的疲劳裂纹扩展曲线在△K为45.50MPam1/2处相交于一点.表观激活能值随温度升高先增加后减小,在500℃时达到最大,由此可见,500℃是Ti40合金热力学等性质发生变化的转折点.     

预腐蚀铝合金贯穿疲劳裂纹扩展行为的统一表征模型

在环境腐蚀损伤以及疲劳载荷的联合作用下,铝合金结构更容易萌生裂纹,威胁结构安全。腐蚀疲劳短裂纹扩展行为与长裂纹扩展行为差别很大,而且往往短裂纹阶段占据构件疲劳寿命的90%以上。通过对线弹性裂纹扩展模型进行修正,得到了预腐蚀弹塑性裂纹扩展表征模型,并对LD2铝合金进行预腐蚀疲劳验证性试验。结果表明,改进后的模型能够统一地表征预腐蚀弹塑性短裂纹和线弹性长裂纹的扩展行为,对于铝合金构件的腐蚀疲劳寿命预测和损伤容限评估具有重要的参考价值。     

Ti-1023钛合金的疲劳裂纹扩展行为

研究了Ti-1023合金轮盘轮缘的疲劳裂纹扩展规律,分析了取样方向和应力比对疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明,在相同的应力场强度因子范嗣下,随应力比的增大,裂纹扩展速率也随之增大;而取样方向对疲劳裂纹扩展速率的影响不大;验证了全范嗣疲劳扩展公式,为进一步寿命估算提供了依据.     

疲劳裂纹扩展行为的研究现状及钛合金的疲劳裂纹扩展特征

疲劳裂纹扩展行为是现代材料研究中重要的内容之一。论述了组织结构、环境温度、腐蚀条件以及载荷应力比、频率变化对材料疲劳裂纹扩展行为的影响。总结出疲劳裂纹扩展研究的常用方法和理论模型,并讨论了"塑性钝化模型"和"裂纹闭合效应"与实际观察结果存在的矛盾。最后,对钛合金疲劳裂纹扩展研究的内容和研究结果进行了概述。     

2Cr13钢的疲劳裂纹萌生与扩展行为

通过对2Cr13钢进行疲劳裂纹萌生与扩展速率试验,获得该钢在两种不同调质处理下的疲劳裂纹萌生寿命Ni的回归方程、疲劳裂纹萌生门槛值以及裂纹扩展速率da/dN表达式。结果表明,与970℃淬火+710℃回火×6h工艺相比,2Cr13钢在970℃淬火+640℃回火×5h处理后的缺口疲劳裂纹萌生抗力有所改善;当应力强度因子较低时,在640℃×5h回火时的2Cr13钢的疲劳裂纹扩展抗力稍好一些;当应力强度因子较高时则反之。     

网球拍用高强度铝合金的疲劳裂纹扩展行为研究

研究了网球拍用高强度铝合金Al-Zn-Mg-Cu的疲劳裂纹扩展行为。结果表明,在循环加卸载作用下,其裂纹更容易在与加载力方向垂直的方向上进行扩展,其裂纹扩展形式主要有沿晶扩展和穿晶混合扩展两种方式。若两个晶粒的取向差异不大,容易形成直裂纹;若两个晶粒的取向差异较大,裂纹容易发生偏转或者扭转。相比较而言,扭转比较有助于裂纹的扩展。     

球墨铸铁热疲劳裂纹萌生和扩展行为研究

以球墨铸铁QT400-15为研究对象,研究上限温度在600~900℃范围内时其热疲劳裂纹的萌生和扩展行为。结果表明,热疲劳裂纹主要是在石墨与基体交界处或交界处附近萌生,氧化对裂纹的萌生和扩展起辅助作用。主裂纹从人工缺口出发,通过环形裂纹带、楔形或者条形裂纹与沿线裸露或者浅埋石墨连接,从而形成长裂纹。石墨的不圆整以及线性排列、上限温度超过共析转变温度均加速裂纹的萌生和扩展。     

Effect of Stress Ratio on the Fatigue Crack Propagation Behavior of the Nickel-based GH4169 Alloy

The fatigue crack growth behavior of the newly developed GH4169 nickel-based alloy at a maximum stress of700 MPa and different stress ratios was investigated in the present work employing the specimens with a single micronotch at a frequency of 129 Hz at room temperature. The results demonstrate a typical three-stage process of fatigue crack propagation processing from the microstructurally small crack(MSC) stage to the physically small crack(PSC) stage, and finally to the long crack stage. The crack growth rate in the MSC stage is relatively high, while the crack growth rate in the PSC stage is relatively low. A linear function of crack-tip reversible plastic zone size was proposed to predict the crack growth rate, indicating an adequate prediction solution.     

TA15钛合金焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展行为

在扫描电镜下对TA15钛合金氩弧焊焊缝(FZ)及热影响区(HAZ)疲劳裂纹扩展行为进行了动态原位观察研究.结果表明,焊缝疲劳裂纹扩展过程中裂纹尖端滑移明显,滑移线较长;热影响区裂纹扩展初期裂纹尖端滑移不明显,在裂纹扩展中后期才出现较为明显的滑移,且滑移线较短,存在较多的二次裂纹;焊缝疲劳裂纹扩展速率高于热影响区.焊缝与热影响区疲劳裂纹扩展行为的差异与其显微组织的不同有关.     

Cr-Mn-Si-Ni高强度钢疲劳裂纹的萌生行为

通过扫描电镜原位疲劳试验,研究Cr-Mn-Si-Ni高强度钢疲劳裂纹的萌生行为,观察并记录从滑移带自然萌生的小裂纹和其发展到宏观裂纹的过程。研究结果表明：在低周疲劳情况下,不是所有萌生的裂纹都会持续扩展,大部分微裂纹在疲劳早期即已萌生,但是裂纹发展很慢,导致失效的裂纹快速扩展在疲劳晚期发生,微裂纹长度与循环数之间也有一定的关系。     

微动工况对疲劳裂纹扩展影响的数值模拟研究

文章研究了不同微动工况对疲劳裂纹扩展的影响,在Hypermesh中建立带有预置裂纹的有限元模型,把单元和节点信息导入Matlab,利用向量式有限元法研究薄板在恒定拉载荷、恒定压载荷、拉压载荷和交变载荷作用时的裂纹扩展规律。研究表明,恒定拉载荷和交变载荷作用下,裂纹开口形状和程度大致相同;裂纹在恒定压载荷作用下发生交错;在拉载荷作用时裂纹开口幅度达到最大值,拉压载荷作用下裂纹扩展开口幅度最小,其次,在交变载荷下裂纹扩展速度最快,拉载荷和压载荷作用下裂纹扩展最慢。     

核电汽轮机转子腐蚀疲劳裂纹的扩展行为

采用直流电压降(DCPD)法测量了核电汽轮机转子材料在157℃除氧超纯水和含0.1%(质量分数)NaCl超纯水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率。采用Priddle模型对试验结果进行拟合,得到材料在不同腐蚀环境中的门槛应力强度因子幅值ΔKth和断裂强度Kc。结果表明:氯离子对核电汽轮机转子材料疲劳裂纹扩展有明显加速作用,可用阳极溶解-膜破裂理论解释;DCPD测得的裂纹长度与断口实际裂纹长度吻合较好,表明试验结果是准确的。     

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。     

Co-P合金镀层热疲劳裂纹萌生扩展的研究

对钢结硬质合金表面进行Co-P合金化学镀,对镀层进行25～680℃的热疲劳试验,研究了热疲劳裂纹在镀层的萌生与扩展特征。结果表明:热裂纹的出现包括孕育期、萌生期与扩展期;热裂纹优先在镀层表面应力最集中的区域萌生;在热裂纹萌生和扩展的同时伴随着氧化腐蚀,氧化腐蚀缩短裂纹的孕育期,促进裂纹的萌生。     

低合金白口铸铁热疲劳裂纹扩展动力学

研究了低合金白口铸铁在560-640℃范围内热疲劳裂纹扩展动力学。结果表明：低合金白口铸铁热疲劳裂纹的扩展长度L、裂纹扩展速度v与循环次数N之间分别符合L=bN^a〈1）和v=bN^0-1,扩展激活能为24．50kJ／mol。     

GJW50钢结硬质合金热疲劳裂纹扩展的研究

在自约束型热疲劳试验机上对GJW50钢结硬质合金进行了热循环试验，用光学金相显微镜和扫描电镜研究了在热应力的作用下的热疲劳裂纹扩展方式和形态。结果表明：在合金中的两大相——硬质相和钢基体相，热疲劳裂纹优先在硬质相区中扩展；扩展的方式受硬质相粒子的尺寸及分布状态所控制。小颗粒的WC粒子聚集区及该区与钢基体区的交界而是热疲劳裂纹的主要扩展地；大尺寸的WC粒子的“自身裂纹”是热疲劳裂纹的必经之处。由于钢皋体相阻碍热疲劳裂纹的扩展，导致裂纹呈非连续性扩展；热疲劳裂纹是以“搭桥”形式穿过钢基体相；扩展路径的形态呈“折线”和“梯形”形态。     

TC4ELI合金显微组织对疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了TC4ELI钛合金的片层组织和等轴组织的疲劳裂纹扩展性能,通过金相显微镜观测了疲劳裂纹在组织中的扩展途径,采用扫描电镜观察了疲劳断口的形貌,并讨论了显微组织对该合金抵抗疲劳裂纹扩展性能的影响.结果表明:TC4ELI合金经995℃×1hAC+ 550℃×4hAC处理后得到片层组织抵抗裂纹扩展的性能优于经900℃×1hAC+550℃×4hAC处理后得到的等轴组织性能.从断口观察可知,断裂主要是以疲劳条带扩展机制为主,同时也存在微区解理断裂机制.     

Investigation of Fatigue Crack Propagation in Spot-Welded Joints Based on Fracture Mechanics Approach

In this paper, fatigue crack propagation life of resistance spot welds in tensile-shear specimens is investigated based on the calculation of stress intensity factors and J-integral using three-dimensional finite element method. For comparison, experimental works on 5083-O aluminum alloy spot-welded joints have been carried out to verify the numerical predictions of fatigue crack propagation of welded joints. A lot of analyses have been performed to obtain stress intensity factors and J-integral in tensile-shear specimens of spot-welded joints by using commercial software ANSYS. These gathered data have been formulated by using statistical software SPSS. The results of fatigue propagation life and predicted fatigue crack path revealed very good agreement with the experimental fatigue test data and photograph of cross-section of the fatigued spot-weld specimens.