钢的屈服强度与激活能

研究了１６Ｍｎ钢在较大范围温度和应变速率下的屈服强度以及激活能与应力的关系。屈服强度和对数应变速率分阶段呈线性关系，且随温度降低和应变速率升高而升高。外加应力对激活能无影响，但增加温度使其升高。通过拟合分析，获得屈服强度和温度、应变速率以及激活能的关系，该关系可以获得与试验较为理想的吻合。     

Cr－Mo－V系炮钢的冷脆性

以３７ＣｒＮｉ３ＭｏＶ钢作对比，对Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ系炮钢的冷脆性做了系统的试验研究。结果表明，与传统的能量法和ＦＡＴＴ法相比，采用示波冲击法以裂纹扩展功随温度下降而降低到临界（最低）值所对应的温度作为钢的韧脆转变温度，能确切反映出钢已失去抗裂纹扩展能力从而由韧性转变为脆性状态的温度，这是研究冷脆性的较为合理而可靠的方法。用此法衡量，Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ系炮钢的韧脆转变温度较３７ＣｒＮｉ３ＭｏＶ钢为高，冷脆倾向较大。此问题应加以研究解决。     

加载速率对30A钢断裂韧性的影响

采用裂纹尖端张开位移 (COD)实验及Hopkinson压杆实验技术研究了 30A钢在不同加载速率下的断裂韧性特征 ;采用扫描电镜研究了 30A钢在静态和动态下的微观断裂特征 ,得出加载速率对 30A钢断裂行为的影响规律 ,并用位错贫化带理论解释了不同加载速率下材料微观断裂机制的变化。     

典型高聚物黏结炸药在不同温度下的脆韧转换机制

为研究典型高聚物黏结炸药（PBX）在温度影响下剪切带和脆韧转换行为的关系,结合DIC数字图像技术,测试PBX在323～363 K下的剪切带参数,对剪切带演变规律与破坏模式进行深入分析。基于裂纹滑移理论模型,分析温度效应下PBX的脆韧转换机制,得到翼裂纹失稳扩展和塑性滑移区的判定条件。结果表明：在323～363 K下,PBX的剪切带宽度变化取决于剪胀和剪缩的竞争机制,其主要机制有4类：Ⅰ：剪胀与剪缩达到平衡;Ⅱ：剪缩占优;Ⅲ：剪胀占优;Ⅳ：剪胀间歇性占优。结合Griffith能量释放原理,发现试件的剪切强度、粘聚力、断裂韧度是脆韧转换的控制因素,并以此为基础,进一步获得了PBX脆韧转换的判定依据：当满足翼裂纹失稳的条件时,宏观破坏模式趋于劈裂破坏;当满足塑性滑移区的临界生成条件时,多个滑移区相互连接形成塑性滑移面,宏观破坏模式以剪切裂纹滑移的韧性断裂为主导。     

加载速率对Al-Li合金断裂韧性的影响

铝锂合金具有低密度、高弹性模量等优点 ,但其韧性较差 ,研究了加载速率对 Al- L i- Cu- Mg- Zr合金断裂韧性的影响。通过准静态与动态三点弯曲实验分别测定了材料的断裂韧性 ,实验发现动态下的断裂韧性较之准静态有了提高 ,断口观察表明动态断口出现了大量长而深的分层 ,透射、扫描电镜进一步分析认为分层开裂形式是导致断裂韧性提高的主要原因。     

载荷加载速率对碳纤维镁合金层合板层间断裂韧性的影响

分别采用镁合金和碳纤维代替工程中常用的玻璃纤维增强铝合金层合板中的铝合金和玻璃纤维,通过将单向碳纤维/环氧树脂预浸料交替层压,得到复合材料板,并用环氧树脂将复合材料板与镁合金薄板加压黏结在一起,得到碳纤维增强镁合金层合板。采用单悬臂梁测量载荷速率对碳纤维增强镁合金层合板层间断裂韧性的影响。结果表明:层间裂纹在低载荷速率时以稳定的方式扩展,而在高速率时裂纹的扩展变得不再稳定;在低速率(1~1 000 mm/min)载荷下,载荷速率对层间断裂韧性有轻微的影响;层合板在高速率载荷下的层间断裂韧性大于低速率下的层间断裂韧性。     

钢中磷化物的相价电子结构及其对冷脆的影响

非金属元素P在晶界偏析且能引起冷脆的研究很多,但在电子结构层次上P偏析及引起冷脆的原因尚不十分清楚。基于"固体与分子经验电子理论(EET)",建立Fe3P的相空间电子结构计算模型,计算γ-Fe-P、Fe3P和稀土磷化物(REP)的价电子结构,并利用相结构因子nA分析非金属元素P偏析及引起冷脆的原因。计算结果分析认为,nA较小的γ-Fe-P相结构单元首先在晶界处偏析,当磷偏析浓度达到较高时,nA较大的Fe3P才在晶界处析出,引起冷脆现象;因REP的nA比γ-Fe-P的nA小,稀土元素加入后,稀土元素比Fe先扑捉到P元素形成稀土磷化物,从而改善磷的偏析并消除Fe3P引起的冷脆。     

分形维数与含MnS超高强度钢断裂韧性的关系研究

应用分形理论研究含MnS的超高强度钢D6AC的分形及其分形维数的测量方法,得出试样的韧性与分形维数DH成正比关系,即韧性随分形维数的增大而增加.揭示了断口分形维数与材料性能之间的内在联系,为分形理论在材料领的应用提供了有益的帮助.     

Mg-8%Li合金动态断裂行为的加载速率效应

利用Hopkinson压杆技术对Mg-8%Li合金进行动态断裂实验,研究该合金在高速冲击下的动态断裂行为及其加载速率效应。结果表明：在高速冲击条件下,Mg-8%Li合金呈现韧性断裂,断口中存在大量韧窝。随冲击速度由14.27 m/s增加到21.33 m/s,Mg-8%Li合金的动态断裂韧性降低,断口中二次裂纹明显增多,从而使Mg-8%Li合金在高加载速率下表现出脆性断裂倾向。     

TC4钛合金动态Ⅱ型裂纹扩展速度与加载速度的关系研究

为了确定TC4钛合金动态II型断裂实验中的起裂时间,计算TC4钛合金在发生II型断裂时塑性区能量吸收和裂纹扩展的速度,使用分离式霍普金森压杆装置对TC4钛合金进行动态II型裂纹扩展实验。采用高速数字散斑相关方法获取观测点处位移-时间历程曲线,确定了动态II型裂纹扩展的起裂时间,并计算出裂纹扩展速度。使用ABAQUS/Explicit软件建立有限元模型与实验结果进行同工况比对,在确认模型准确性后采用不同的加载速度研究II型加载条件下的裂纹扩展形式差异,计算出不同加载速度下的II型裂纹扩展速度,并得出加载速度与II型裂纹扩展速度的关系式。     

合金元素对断裂激活能的影响

研究了工业纯铁、Ａｌ合金、低碳锰钢三种材料的断裂时间与应力、温度的关系。结果表明：合金元素通过形成不同的固溶体而改变断裂激活能。置换固溶体可增加断裂激活能，并随着合金元素含量的增加而增大；间隙固溶体断裂激活能略有减少。断裂过程可分为热激活过程和非热过程两部分。     

氧化对反应烧结碳化硅陶瓷断裂强度的影响

研究了在1300℃空气中的高温氧化对反应烧结碳化硅陶瓷室温断裂强度的影响。结果表明:反应烧结碳化硅陶瓷的室温断裂强度随氧化时间增加呈现出先升后降的变化趋势,当氧化225h时,材料的室温断裂强度最高,达334MPa。研究认为,试样表面非晶态SiO2的晶化以及氧化膜起裂是造成材料室温断裂强度变化的原因。     

榴弹弹钢动态特性的实验研究

利用掸击加载实验法和能量平衡理论模型，研究了三种弹钢在应变率ε＝１０＾３－１０＾４ｓ＾－１范围内的平均动屈服强度σ＾Ｄｓ和相关特性。在Ｔａｙｌｏｒ模型基础上，讨论了加载过程中材料动屈服限值随时间的变化历史。     

内爆炸载荷下弹钢的动态变形与断裂准则研究

在Ｔａｙｌｏｒ临界应力断裂准则的基础上，假定裂纹前端周向拉伸应力σ０＝ｋσＢ，理论和实验研究了两种弹钢（２０＾＃钢和９２６０钢）在内爆炸载荷作用下壳体的膨胀规律，以及断裂系数Ｋ值，应变，应变率和破裂半径。破片加嘏试验表明，理论计算与实验结果具有相当好的一致性。     

冲击加载作用下铁和镍的高应变率变形

采用飞片碰撞试验，研究了纯铁和纯镍的动态变形机制及其特点。结果发现：位错的生成率是有限的，最大仅是４．７８×１０１８ｃｍ－２·Ｓ－１。对应的最大应变率是８．５×１０５ｓ－１，位错的最大速度是１８．９ｃｍｓ－１。在最大冲击波压力下，材料的最大剪切应力是剪切模量Ｇ的１／２６。剪应力、位错速度和位错的生成与冲击波压力的关系是符合常规变形机制的。在实验所用的压力范围，位错不会均匀生核和以超声速移动。