T7951二次时效对7055铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响

通过疲劳裂纹扩展速率试验和扫描电镜观察研究了T7951二次时效对室温空气环境下7055铝合金疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:经二次时效处理后,该铝合金的裂纹扩展速率有所降低;二次时效前后铝合金疲劳断口的裂纹稳定扩展区均为准解理断裂,且均出现平行的疲劳条纹;二次时效前铝合金出现二次裂纹,其疲劳条纹间距大于二次时效后的;二次时效前后铝合金疲劳断口的瞬断区均为韧窝型穿晶断裂。     

不同应力比下U75V轨道钢疲劳裂纹扩展行为研究

对高速铁路常用轨道钢U75V进行了不同应力比下的疲劳裂纹扩展门槛值测试和疲劳裂纹扩展试验。试验结果表明,应力比对U75V轨道钢的裂纹扩展行为有着显著影响。利用分级降载法测得的疲劳裂纹扩展门槛值随应力比的增大而减小,裂纹扩展速率随应力比的增大而增大。对裂纹断口微观形貌进行了细致观察分析,发现整个疲劳断口分布有凸条纹棱线。疲劳门槛值附近出现沿晶体学平面的穿晶小刻面;低扩展速率区凸条纹棱线平行排列,棱线方向与珠光体片层方向一致;高扩展速率区的棱线出现弯曲及碎裂,同时伴有解理断面及二次裂纹。     

球墨铸铁疲劳裂纹萌生及扩展机制的探讨

用电子显微断口分析和裂纹扩展途径的金相观察,探讨了不同珠光体和铁素体相对量的球墨铸铁的疲劳断裂机制,特别是疲劳裂纹萌生及早期扩展机制。结果表明：疲劳裂纹容易在石墨球和基体之间的界面萌生和扩展,石墨球边及基体中的次生裂纹对da/dN的影响有两重性。在疲劳裂纹萌生及早期扩展阶段,铁素体基本以周期解理和细条纹为主,珠光体基体为渗碳体解理和铁素体片上的疲劳条纹,80%珠光体球铁为上两种机制的混合。疲劳裂纹早期扩展速度为△K (th)所控制,疲劳裂纹孕育期N 0为σ s和△K (th)所控制。光棒或钝缺口下的N 0主要取决于σ s,尖锐缺口试样的N 0主要取决于△K (th)。在疲劳裂纹稳定扩展阶段,铁素体为疲劳条纹,珠光体为条纹与解理,80%珠光体中牛眼铁素体为条纹和晶间断。疲劳条纹的宽度能反映da/dN的变化,但两者往往不一致。疲劳裂纹快速扩展为条纹与静断特征混合,快速扩展速率受K (1c)的大小所控制。     

回火温度对40Cr钢疲劳裂纹扩展的影响

本文采用三点弯曲压-压疲劳实验方法测量了40Cr钢不同温度回火后疲劳裂纹长度与循环周次的关系曲线。结果表明,低温回火后,40Cr钢在缺口处的起裂抗力高,一旦萌生了一定长度的疲劳裂纹,疲劳裂纹扩展速率明显高于高温回火和中温回火试样;随着回火温度的升高,40Cr钢在缺口处的起裂抗力减小,但疲劳裂纹扩展速率也减小。疲劳断口微观分析表面,在疲劳裂纹扩展初期,低温回火试样的疲劳断口表现出脆性疲劳纹特征,中温回火和高温回火试样主要是二次裂纹组成的疲劳纹,而且随着回火温度的升高,二次裂纹间距减小。在疲劳裂纹扩展中区和瞬断区,低温回火的疲劳断口主要为解理断裂和沿晶断裂特征,中温和高温回火的疲劳断口是以韧窝为主的韧性断裂特征。疲劳裂纹扩展机理的不同导致了疲劳裂纹扩展规律的变化。     

两种新型铝锂合金铆接结构细节疲劳额定强度研究

针对飞机蒙皮铆接搭接结构,通过疲劳试验研究得到了两种新型铝锂合金Al-Li-S-4和2198-T8试件的细节疲劳额定值(DFR),同时借助扫描电镜观察疲劳裂纹的萌生和扩展行为。研究结果表明:Al-Li-S-4铆接结构的DFR值为102.24 MPa,2198-T8的DFR值为83.09 MPa,前者的铆接疲劳性能优于后者;两者疲劳断口有较大差异,前者断口比较平坦而后者相对粗糙,前者疲劳条纹更加细密,疲劳条带间距更小。     

铁、镍基高温合金疲劳断口特征分析

本文用金相表面观察及断口金相分析的方法得到铁镍基高温合金疲劳裂纹萌生在孪晶与基体界面、夹杂物(碳氮化钛)与基体界面以及表面或内部疏松夹渣等冶金缺陷上的实验证据。用扫描电镜及透射电镜观察了大量的这类合金高周、低周疲劳断口,特别对铸造镍基高温合金第一阶段断口进行了细致的观察,讨论了第一阶段疲劳断口的形成机制、性质,并总结了镍基合金第一阶段断口与体心立方金属解理断口的差别,依据一种铸造镍基合金不同应力、温度、试样形状等条件下疲劳断口的特征时影响第一阶段疲劳裂纹扩展的因素进行了分析。     

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展行为研究

材料的疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿命两部分组成。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,进行室温下不同应力比的疲劳裂纹扩展试验,测试疲劳裂纹扩展门槛值。Paris公式回归分析结果表明,裂纹扩展速率随应力强度因子和应力比的增大而增大,含门槛值的修正Paris公式能精确描述疲劳裂纹扩展行为。利用光学显微镜在线观测裂纹扩展路径,并利用扫描电镜考察试样断口微观形貌。结果发现,随应力强度因子增大,裂纹扩展路径由平直变得曲折。在疲劳裂纹萌生区、稳定扩展区和快速扩展区,断裂表面依次呈现为解理断裂、疲劳条带和沿晶韧窝混合断裂模式。基于断口反推理论反推载荷和裂纹扩展方程,结果表明,利用反推方程预测疲劳裂纹的扩展,可有效防范疲劳断裂的发生。     

电厂电液调节系统油管断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜等手段对电厂电液调节系统油管在插接焊接处的断裂原因进行了失效分析.结果表明:断裂面上的显微组织为等轴晶,晶粒尺寸在10～40μm之间,沿管子径向基本均匀分布,且同远离断口的母材显微组织相似,无明显变化;断口有大量的疲劳裂纹,在焊缝组织同母材组织连接处还观察到了焊接缺陷以及部分解理断裂等特征;由于这些疲劳裂纹萌生于管子的表面,而没有在焊接缺陷及晶间萌生,因此断裂失效的主要原因为疲劳破坏,焊接导致的缺陷及脆化有一定的促进作用.     

汽车内燃机曲轴开裂失效分析

从断口形貌、化学成分、机械性能、金相组织对开裂失效的曲轴进行分析。结果表明:开裂曲轴的基体组织存在魏氏组织且晶粒度粗大,严重损害曲轴的综合机械性能,使材料脆性增加,A类夹杂物分布不均,材料成分偏析严重造成曲轴的各向异性,加剧裂纹的扩展。观察断口发现存在多个疲劳源,扩展区形貌为解理+沿晶形貌,有明显的疲劳辉纹,断裂形式为疲劳断裂。     

汽车冷却装置护板断裂的原因

汽车冷却装置护板在固定螺母位置处发生断裂,应用显微组织分析、断口形貌观察、化学成分检测等方法对断裂原因进行了分析。结果表明:护板发生了疲劳断裂;断口上存在两个疲劳裂纹源,分别位于护板内表面与螺母的焊缝熔合区和外表面焊接热影响区,在交变载荷的作用下裂纹扩展导致护板断裂;焊接缺陷是导致疲劳开裂的主要原因。     

TA2钛合金焊接接头不同区域的疲劳裂纹扩展速率

对TA2钛合金焊接接头的母材区、熔合线、焊缝中心和热影响区的疲劳裂纹扩展速率、疲劳断口形貌以及显微组织进行了研究。结果表明:接头各区域的疲劳裂纹扩展速率相差不大,可直接用焊缝区的裂纹扩展速率表示;各区域试样的断口呈典型的疲劳断口形貌;母材区的平均晶粒尺寸约62.8μm,热影响区的约为110μm,晶粒尺寸对疲劳裂纹扩展速率没有明显影响。     

一种超声深滚与滚光一体化抗疲劳制造技术

采用一种超声深滚与滚光一体化的抗疲劳制造技术对钛合金疲劳试件进行表面强化处理。对经处理和未经处理的疲劳试件进行旋转弯曲疲劳试验。对疲劳试验后的试件断口进行扫描电镜观察分析。结果表明,超声深滚强化可以大幅提高钛合金试件的疲劳强度。强化后的试件表面形成一个组织致密层,起到抑制疲劳裂纹萌生和扩展的作用。对疲劳条纹的对比分析表明,超声深滚处理后的试件断口疲劳条纹明显细密化。     

不同温度淬火对45钢疲劳裂纹扩展行为的影响

对不同温度(760,800,840℃)淬火+350℃回火处理的45钢进行了疲劳裂纹扩展速率试验,得到了疲劳裂纹扩展速率曲线,研究了淬火温度对其疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:与840℃淬火(常规淬火)后的相比,760,800℃亚温淬火后试验钢组织中存在未溶铁素体,且800℃亚温淬火后的马氏体组织细小,韧性较好;试验钢的疲劳裂纹扩展速率曲线在裂纹稳定扩展阶段符合Paris公式,随着淬火温度的升高,裂纹扩展速率减小;疲劳断口分为裂纹低速扩展区、裂纹稳定扩展区和瞬断区3个区域,800℃亚温淬火后的低速扩展区相对平坦,稳定扩展区则比较粗糙,存在准解理形貌,瞬断区有明显的撕裂棱、剪切唇和韧窝形貌,高度差达到283.9μm左右,韧性断裂所占比例较大。     

刀具的疲劳断裂与高速钢的冲击疲劳强度

<正> 由于刀具的使用期限不很长,通常认为很少发生疲劳断裂。但是长期断续切削时刀具的疲劳断裂并不能排除,在重复冲击载荷作用下可引起疲劳。变形高速钢圆盘铣刀(φ160×7.3)失效的主要原因是切削齿剥落。其断口特征是多次冲击载荷作用下因疲劳过程才出现的断口,从中可看出疲劳裂纹扩展前沿的痕迹——平行带式的沟痕。断口的电子显微分析表明,铣刀使用过程中存在疲劳断裂,其表现是裂纹解理前沿呈明显的方向性,断裂处出现一系列平行平面并分布有碳化物斑。一次冲击断裂的断口没有发现这种情况。     

大型柴油机曲轴断裂失效分析

用化学分析、力学性能试验、扫描电镜等方法分析了某大型柴油机曲轴早期断裂的原因.结果表明:宏观断口上有明显的疲劳源区和宏观疲劳条纹,曲轴属于疲劳断裂.疲劳裂纹萌生在曲轴油孔内表面的缺陷处(缺陷尺寸为767 μm×500 μm),该缺陷是机械加工油孔时刃具刀尖崩裂造成的,在工作交变扭转应力作用下缺陷萌生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴发生早期疲劳断裂.     

DD9单晶高温合金在800℃的高周旋弯疲劳性能

研究了第三代单晶高温合金DD9在800℃的高周旋弯疲劳性能,并用扫描电镜和透射电镜分析了其断口形貌和断裂机制。结果表明:DD9合金在800℃的高周旋弯疲劳性能优异;疲劳裂纹起源于试样表面、亚表面的滑移带、氧化物、显微疏松处,沿{111}面扩展,断裂机制为类解理断裂,断口上有典型的疲劳条带;断裂后,γ′相的形状没有发生改变,沿滑移带形成了二次裂纹,位错密度分布不均匀;位错主要在基体通道中通过交滑移扩展运动。     

高压输电导线微动疲劳断裂断口分析

在自制的微动疲劳试验设备上,对LGJ150/25型钢芯铝绞线,选取两组不同弯曲振幅进行微动疲劳断裂试验.对导线断口形貌进行对比及区域分析,试验结果表明,导线的断口表现为明显的疲劳断口特征,断口均可以划分为微动磨损裂纹源区、疲劳裂纹扩展区以及瞬时断裂区三区域.对三个区域进行仔细分析,认为导线的微动疲劳断裂是由于导线表面的微动磨损起裂、疲劳裂纹扩展及最后的瞬时过载引起的.     

1.25Cr0.5Mo钢520℃疲劳蠕变交互作用研究

对1.25Cr0.5Mo钢进行520℃应力控制下的疲劳蠕变试验,应用频率分离法、应变能频率分离法进行了寿命预测,预测结果基本位于±2倍误差范围之内。对断口形貌进行了SEM分析,结果表明各种加载条件下的断口都有很多的韧窝和蠕变孔洞。当应力幅大于等于平均应力时,蠕变孔洞内壁上分布着同心条纹,且同心条纹的间距随着应力幅的减小而降低;当平均应力较大而应力幅较小时,蠕变孔洞近似各自独立形核长大;当应力幅略小于平均应力时,蠕变孔洞壁上间距较大的同心条纹是疲劳促进蠕变损伤的证据,而蠕变孔洞上少量脱落的颗粒,是蠕变加速疲劳损伤的证据。     

S135钻杆钢在H_2S环境中的腐蚀疲劳行为

对S135钻杆钢在空气和H_2S环境中进行了不同应力幅下的疲劳试验,得到了不同条件下的疲劳寿命,并应用回归分析方法得到了该钻杆钢在不同环境中的疲劳寿命公式,分析了其疲劳断裂机制。结果表明:在空气环境中,试验钢呈现明显的疲劳极限特征;在H_2S环境中,相同当量应力幅下试验钢的疲劳寿命比在空气环境中的低,且在很低的当量应力幅下仍会发生断裂,不存在疲劳极限;在不同环境和不同当量应力幅下,试验钢的疲劳裂纹均萌生于试样表面或靠近表面处,裂纹源区以解理断裂为主;在空气环境中,裂纹扩展区以疲劳条带为主要特征,在H_2S环境中,裂纹扩展区以解理平面和解理台阶为主要特征,在其解理平面上存在大量的二次裂纹,具有氢脆断裂的特征。     

热处理对铸态镍铝青铜疲劳裂纹扩展速率的影响

对铸态镍铝青铜(NAB)进行了920℃正火和675℃退火热处理,研究了不同状态NAB的显微组织和拉伸性能;采用直流电压降(DCPD)法测试了其疲劳裂纹扩展速率,观察了裂纹扩展路径及疲劳断口形貌。结果表明:退火态与铸态试样的显微组织均由基体α相、残余β相以及三种Ni-Fe-Al金属间化合物相(κⅡ,κⅢ,κⅣ)组成,而正火态试样组织则由较多的残余β相以及均匀分布的κⅣ相组成,其强度更高但塑性明显降低;铸态试样的疲劳裂纹扩展速率最快,正火态试样的最慢;铸态和退火态试样中的疲劳裂纹在κ相相界处扩展,断裂方式主要为脆性解理断裂,而正火态试样的疲劳裂纹主要穿过α相扩展,断口出现了疲劳辉纹,且其疲劳裂纹扩展路径最为曲折。