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。     

钢结硬质合金热疲劳裂纹萌生扩展机理探讨

对GJW50钢结硬质合金进行了20℃-680℃的热循环试验,研究了该合金热疲劳裂纹萌生及扩展机理,重点研究裂纹在其宽度方向上的扩展机理。结果表明：经过一定次数的冷热循环后,与缺口边缘垂直方向萌生多条平行裂纹,其中在缺口尖端处与热循环方向平行的一条微裂纹发展成为主裂纹。裂纹在萌生过程中伴随着严重的氧化腐蚀,二者相互影响,氧化腐蚀促进裂纹的萌生。在主裂纹长大的过程中,与主裂纹平行方向和垂直方向同时萌生多条相互平行的微裂纹;这些微裂纹随着循环次数的增多而长大,最终与主裂纹相连相通,形成主裂纹在宽度方向上的扩展。     

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。     

2524-T34合金疲劳裂纹的萌生和扩展行为

通过四点弯曲疲劳试验研究2524-T34板材的疲劳性能,借助金相和扫描电镜观察疲劳裂纹的萌生和扩展行为。结果表明:2524合金具有良好的疲劳性能,疲劳强度达到屈服强度的80%以上;疲劳裂纹主要在第二相粒子以及第二相粒子/基体界面萌生,裂纹扩展过程中的偏转与晶界的阻碍有关;相邻晶粒内两个有利滑移面之间的位向差是控制裂纹通过晶界扩展的重要因素。     

2397合金高周疲劳性能及裂纹萌生扩展行为

研究了2397-T87铝锂合金的高周疲劳性能及裂纹萌生扩展行为。结果表明:在应力比R=0.1时,2397-T87铝锂合金L方向、LT方向和ST方向光滑试样(K_t=1.0)的疲劳寿命极限分别约为192,243和151 MPa;缺口试样(K_t=3.0)的疲劳寿命极限分别约为72,78和70 MPa。其疲劳裂纹主要萌生于试样表面,以及氧化物、夹杂等脱落形成的空洞,Al(CuFeMn)第二相杂质粒子。驻留滑移带(PSB)和晶粒取向对其疲劳裂纹早期扩展有重要影响。     

高速热模锻模具热疲劳裂纹萌生期预测

在考虑高速热模锻凹模的材料性能和工况条件基础上，由Ｃｏｆｆｉｎ－Ｍａｎｓｉｏｎ公式导出了热疲劳裂纹萌生期预测公式，并采用这一公式对高速热模锻凹模进行了热疲劳裂纹萌生期的预测。通过试验发现预测结果与试验结果基本吻合。     

多元Al-7Si-0.3Mg合金热疲劳裂纹萌生与扩展行为

研究了在不同温度下的3种不同处理状态的多元Al-7Si-0.3Mg铝合金热疲劳性能,提出了用积分方法及割线法计算热疲劳裂纹扩展寿命,并对合金的热疲劳裂纹生长行为进行了分析。结果表明：温度变化对多元Al-7Si-0.3Mg铝合金的热疲劳裂纹扩展速率有直接的影响,添加了Cu、Mn、Ti等元素的多元Al-7Si-0.3Mg合金在细化变质处理和直接细化变质处理后的热疲劳性能优于铸态Al-7Si-0.3Mg合金。热疲劳裂纹的萌生需经历一定的孕育期,裂纹萌生于V型缺口处,当交变热应力超过合金的屈服强度σ_s时,沿着V型缺口的应力集中部位或缺陷处会出现不同类型的热疲劳裂纹,但有且只有1条主裂纹。当裂纹尖端扩展路径与第二相颗粒长轴方向形成小于45°的夹角时,裂纹扩展将沿着第二相颗粒的边缘继续向前扩展;当裂纹尖端扩展路径与第二相颗粒短轴方向形成小于45°的夹角时,裂纹将穿过第二相颗粒,继续向前扩展。     

热疲劳环境下多元Al-7.5Si-4Cu合金的裂纹萌生扩展

研究了多元Al-7.5Si-4Cu合金在不同热处理状态下的热疲劳性能。结果表明,与铸态试样和淬火+时效热处理试样相比,T6态试样的力学性能最好,微观组织均匀,热疲劳性能最优良。当热循环次数≥10 000时,T6状态与淬火+时效试样由于Si相和A12Cu相的出现降低了裂纹扩展速率,铸态试样由于A12Cu相复熔球的存在导致裂纹扩展速率急剧上升。     

含Sc航空7075合金的疲劳裂纹萌生及扩展行为

对不同含量Sc微合金化的7075合金进行了疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展的对比研究,并对其作用机理进行了分析。结果表明,随着Sc含量的增加,合金的疲劳萌生寿命和强度比都呈现先增加而后降低趋势,在Sc含量为0.24%时,疲劳萌生寿命和强度比最大;当应力比为0.1时,在Sc含量为0.24%时合金具有最大的疲劳裂纹扩展阻力,而当应力比为0.5时,在Sc含量为0.48%时合金具有最大的疲劳裂纹扩展阻力,这可能与细小的晶粒尺寸和较多的第二相阻碍裂纹扩展有关。总而言之,在7075合金中加入0.24%Sc具有最佳的疲劳性能和断裂韧性。     

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。     

铸钢车轮疲劳裂纹的产生与扩展分析

铸钢车轮运行一段时间后,在表面会产生大量的裂纹,这会影响车轮的使用寿命,因此,研究疲劳裂纹的产生与扩展具有重要意义。裂纹的产生与轮轨接触应力、加工工艺密切相关,首先用有限元理论定量分析了接触应力和塑性变形,然后借助安定图理论预测车轮疲劳产生的可能性。结果表明,在循环应力作用下,塑性变形会不断累积,材料表面产生棘轮效应,该过程会促进裂纹源的萌生。裂纹源形成后,开始进入扩展期,依据材料性能学理论,将裂纹扩展期分成两个阶段,并对每个阶段分别叙述,其中第二阶段是促进宏观裂纹形成的关键期,并影响车轮表面宏观裂纹的分布形态。     

Crack Initiation and Propagation in Spheroidal-graphite Cast Iron with Different Micromorphologies

The increasing adoption of spheroidal-graphite (s.-g.) cast irons for use in safety critical parts calls for a study of the materials' fracture mechanics. It is becoming necessary to analyse the reliability criteria of these materials on a more rigorous basis. This paper describes studies based upon qualitative and quantitative analysis of crack initiation and propagation under the action of fatigue and three-point bending loads on s.-g. cast irons with the same graphite nodularisation characteristics, but having matrices exhibiting different quantities of ferrite, pearlite and cellular-contour carbides.     

板级封装焊点中热疲劳裂纹的萌生及扩展过程

采用试验观测和数值模拟相结合的方法研究表面贴装板级封装焊点在热疲劳过程中的裂纹萌生及扩展规律。结果表明,在热疲劳过程中,焊点上存在着3个典型的热疲劳裂纹萌生位置,其中器件与钎料的交角附近区域最容易发生裂纹萌生。这与数值模拟分析得到的焊点在热疲劳过程中所产生的非弹性应变分布规律基本一致。无铅钎料焊点相对于锡铅钎料焊点具有相对较长的热疲劳寿命;焊盘尺寸较小时,热疲劳裂纹扩展速度相对较大。这与焊点中的等效非弹性应变数值具有较好的一致性。     

热变形白口铸铁的热疲劳行为与碳化物的作用

本文对不同变形量白口铸铁的热疲劳行为进行了探讨。结果表明 ,共晶碳化物是热疲劳裂纹产生及扩展的主要部位和通道 ,碳化物破碎越严重 ,其热疲劳抗力越高 ,热疲劳断口主要为解理断口。     

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。     

球墨铸铁曲轴表面淬火裂纹控制

我公司生产的ＥＱ 1 40Ｂ球墨铸铁曲轴表面淬火时 ,曾出现油孔边缘和轴局部淬裂以及过烧现象 ,使粗加工后的曲轴报废。我们从球铁曲轴的组织、性能检验和超声波探伤中发现 ,有的曲轴基体组织团絮状、片状石墨较多 ,轴的某些部位存在缩孔、疏松、夹渣等缺陷 ;有的轴机加工时 ,因钻油孔不当 ,使油孔边缘壁薄 ,这些都是造成球铁曲轴表面淬火裂纹和过烧的主要原因。如何控制球铁曲轴基体的质量 ,是解决曲轴表面淬火裂纹和过烧的关键。1　球铁曲轴基体质量的控制合理的铸造工艺 ,可使球铁曲轴基体的组织和性能得到保证。在铁水中加Ｃｕ元素进行合…