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。     

2124铝合金TL取向疲劳裂纹扩展门槛值

用降载法测得了2124铝合金TL取向应力比R=0.1、0.3、0.5、0.7下的疲劳裂纹扩展门槛值,用线性拟合法得到da/dN=C1△Kn1中的C1和n1值,将其带入裂纹扩展速率da/dN-△K表达式中,并按标规定取疲劳裂纹扩展速率(da/dN)=10-7 mm/cycle时的△K值为疲劳裂纹扩展门槛值△Kth,分析了应力比对裂纹扩展门槛值的影响.     

载荷比对含氢Ti-4Al-2V钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了含氢量为110μgg/和280μg/g的Ti-4Al-2V钛合金在不同载荷比下的疲劳裂纹扩展行为。载荷比降低，da/dN曲线向高△K方向移动，并逐渐不出现疲劳裂纹的近门槛扩展阶段；无论载荷比和含氢量的高低，稳态裂纹扩展区的裂纹扩展行为符合Paris幂律关系，即da/dN=C(△K）^m；含氢量为110μg/g时，载荷比对稳态裂纹扩展区的da/dN没有影响；含氢280μg/g时，载荷比降低，稳态裂纹扩展区的da/dN也降低；载荷比影响裂纹由近门槛扩展区进入稳态裂纹扩展区的应力强度因子范围△Kp和开始失稳扩展的应力强度因子范围△K1H。载荷比越小，△Kp和△K1H越大。     

2205双相不锈钢在水溶液中的疲劳裂纹扩展行为

对2205双相不锈钢(DSS)在空气、去离子水和3.5%(质量分数)NaCl溶液中进行疲劳裂纹扩展实验,结果表明,水溶液环境可显著提高2205 DSS疲劳裂纹扩展速率,降低其疲劳寿命,疲劳裂纹扩展速率顺序为:(da/dN)_(deionized water)(da/dN)_(NaCl)(da/dN)_(atmosphere),疲劳裂纹扩展寿命顺序为:N_(atmosphere)N_(NaCl)N_(deionized water)。断口观察表明,氢致开裂是双相不锈钢材料在水溶液介质中疲劳性能弱化的主要原因。与去离子水相比,Cl~-具有更强的腐蚀作用,在主裂纹前端可诱发更多的缺陷并发展成二次裂纹,使有效裂纹长度更长,裂纹扩展的驱动力更小。     

核工业用钢20MnHR疲劳裂纹的扩展速率

对核工业用钢20MnHR影响区和焊缝疲劳裂纹扩展速率（da/dN）进行了试验研究。试验采用CT试样,热影响区和焊缝的有效试样分别为15件。用七点增多项式法求（da/dN）i与（△K）i,并分别将热影响区和焊缝同一组14个试样的（△K）i和（dA/dN）i数据点合在一起进行回归分析。结果发现了疲劳方扩展速率的斜率转折点,并分别给出了以Paris公式表达的平面应变区和平面应力区da/dN与△K关系式。试验分析说明采用以平面应变性质为基础的Paris裂纹扩展速率定律应用于实际焊接结构具有一定安全性。     

热处理和环境对GC-4钢CF及SCC裂纹扩展的影响

本文对热处理制度、介质成分及 pH值三种影响因素对GC-4(40CrMnSiMoVA)钢的腐蚀疲劳(CF)裂纹扩展速率(da/dN)_(CF)与应力腐蚀开裂(SCC)裂纹扩展速率(da/dt)_(SCC)的影响进行了对比研究。结果表明,这些因素对(da/dN)_(CF) 和(da/dt)_(SCC)有着不同的影响规律.(da/dN)_(CF)和(da/dt)_(SCC)均随σ_s的提高而提高,但(da/dN)_(CF)提高的幅度远小于(da/dt)_(SCC)提高的幅度.蒸馏水中的(da/dt)_(SCC)略大于3.5％NaCl溶液中的(da/dt)_(SCC),但蒸馏水中的(da/dN)_(CF)却远小于3.5％NaCl溶液中的(da/dN)_(CF).在 3.5%NaClI溶液中,随pH值增加,(da/dN)_(CF)下降,(da/dt)_(SCC)却增加.本文分别从裂尖材料的循环软化与硬化、裂纹闭合及闭塞电池效应等方面对上述现象进行了解释。     

FATIGUE STRIATION AND MACROCRACK PROPAGATION IN Cr12Ni2WMoV STEEL

在研究Cr12Ni2WMoV钢疲劳裂纹扩展的基础上,本文进一步利用高倍电镜进行了断口微观分析,得到了可用于定量研究的疲劳条纹数据。比较详细地讨论了宏观疲劳裂纹扩展速率dα/dN与微观条纹间距α之间的关系,提出了解释观察现象的若干假设。依据上述假设,引入面积修正函数F后,可将dα/dN-α关系表达为 dα/dN=F(△K,R)·α(△K) 且指出F具有下述形式: F(△K,R)=A(△K)~m/[(1一R)K_c-△K] 最后,给出了Cr12Ni2WMoV钢锻件的F值。     

Cr12Ni2WMoV钢的疲劳条纹与宏观裂纹扩展

在研究Cr12Ni2WMoV钢疲劳裂纹扩展的基础上,本文进一步利用高倍电镜进行了断口微观分析,得到了可用于定量研究的疲劳条纹数据。比较详细地讨论了宏观疲劳裂纹扩展速率dα/dN与微观条纹间距α之间的关系,提出了解释观察现象的若干假设。依据上述假设,引入面积修正函数F后,可将dα/dN-α关系表达为 dα/dN=F(△K,R)·α(△K) 且指出F具有下述形式: F(△K,R)=A(△K)~m/[(1一R)K_c-△K] 最后,给出了Cr12Ni2WMoV钢锻件的F值。     

环境介质和力学因素对高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响——高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率的定量研究

本文对4330M钢在蒸馏水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率进行了定量研究。测出4330M钢在蒸馏水中的(da/dt)-K曲线,并在R=0.2,0.6,0.7,0.8四种情况下测出4330M钢在氩气中和在蒸馏水中的(da/dN)-△K曲线。研究了应力比R对腐蚀疲劳的影响。在上述实验基础上,拟制了一个BASIC计算程序,根据应力腐蚀和氩气气氛下疲劳的实验数据,用电子计算机对叠加模型和竞争模型分别算出以每周表示的应力腐蚀裂纹扩展速率(da/dN)_(SCC)。比较了两种模型的相互关系。计算结果表明4330M钢在蒸馏水中的腐蚀疲劳实验数据和Austen提出的竞争模型相符合。本文对竞争模型进行修正,提出要加上考虑交互作用的修正项。使用经修正后的竞争模型,就能解释腐蚀疲劳裂纹扩展速率定量研究方面存在的一些问题。试验结果表明,4330M钢适用于研究腐蚀疲劳裂纹扩展的机制问题。     

A7075搅拌摩擦焊疲劳裂纹扩展速率试验分析

对航空用铝合金A7075-T651的搅拌摩擦焊接头的母材、焊核区和热影响区的疲劳裂纹扩展速率（da／dN）进行了试验研究。疲劳裂纹扩展试验采用CT（紧凑拉伸）试样,在810 Material Test System试验机上进行。用递增多项式法求得疲劳裂纹扩展速率（da／dN）和（△K）,并分别将母材、焊核区和热影响区同一组试样的（da／dN）和（△K）数据点合在一起进行了整体回归分析。试验中得到了以Paris公式表达的铝合金A7075-T651母材、焊核区、热影响区da／dN与△K的关系式。结果表明,热影响区疲劳裂纹扩展速率高于母材和焊核区,是该合金搅拌摩擦焊接头最薄弱的区域。     

不同冲击波作用区da/dN下降的机理研究

采用16Mn钢三点弯曲试样,研究了塑性冲击波和弹性冲击波作用区疲劳裂纹扩展速率da/dN的变化结果表明,经过爆炸处理,da/dN在整个冲击波作用区(约100mm)均有明显降低,以塑性冲击波作用区最为明显在整个纯弹性波作用区,如果△K相同,则爆炸处理后的da/dN在不同位置的弹性波作用区基本相同认为冲击波作用下材料具有的裂纹闭合效应使有效应力强度因子△K_(eff)的减小是da/dN下降的主要原因在塑性波冲击区,裂纹闭合主要由裂纹尖端产生的塑性形变和氧化物形成;在弹性波作用区主要由塑性形变和粗糙度产生     

THE EFFECTS OF ENVIRONMENTAL AND MECHANICAL VARIABLES ON CORROSION FATIGUE CRACK PROPAGATION RATE IN A HIGH STRENGTH STEEL——Quantitative Understanding of the Corrosion Fatigue Crack Growth Rate in a High Strength Steel

本文对4330M钢在蒸馏水中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率进行了定量研究。测出4330M钢在蒸馏水中的(da/dt)-K曲线,并在R=0.2,0.6,0.7,0.8四种情况下测出4330M钢在氩气中和在蒸馏水中的(da/dN)-△K曲线。研究了应力比R对腐蚀疲劳的影响。 在上述实验基础上,拟制了一个BASIC计算程序,根据应力腐蚀和氩气气氛下疲劳的实验数据,用电子计算机对叠加模型和竞争模型分别算出以每周表示的应力腐蚀裂纹扩展速率(da/dN)_(SCC)。比较了两种模型的相互关系。计算结果表明4330M钢在蒸馏水中的腐蚀疲劳实验数据和Austen提出的竞争模型相符合。本文对竞争模型进行修正,提出要加上考虑交互作用的修正项。使用经修正后的竞争模型,就能解释腐蚀疲劳裂纹扩展速率定量研究方面存在的一些问题。 试验结果表明,4330M钢适用于研究腐蚀疲劳裂纹扩展的机制问题。     

显微组织对Ti-6Al-4V ELI合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了Ti-6Al-4V ELI合金板材的显微组织对疲劳裂纹扩展速率的影响。用金相显微镜对不同热处理制度下该合金α和β转变组织的变化进行了观察分析。采用MTS-810低周疲劳试验机测试合金的裂纹扩展速率。通过Origin 6.0软件对数据进行处理并绘制裂纹扩展速率（△a／△N）与应力强度因子幅△K的关系曲线。结果表明：在Pairs区范围内，疲劳裂纹扩展速率对双态组织中初生α相含量的多少不敏感，而在近门槛区和快速扩展区，裂纹扩展速率对组织比较敏感；在本实验研究的条件下，细针编织状魏氏组织的da／dN〈平直状片层组织的da／dN〈双态组织的da／dN。     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头腐蚀疲劳裂纹扩展行为

文中研究了AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。结果表明,在1%NaCl溶液(质量分数)中,AZ31镁合金接头各区域的腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值和强度均低于在空气环境中的结果,但裂纹扩展速度较高。在空气环境下,在裂纹扩展起始阶段,母材区域门槛值最低,裂纹最容易扩展,而在裂纹稳定扩展区域,焊核区域的裂纹扩展速率最快,为da/dN=7.80×10~(-6)(ΔK)~(2.78),前进侧热力影响区的裂纹扩展速率最慢,为da/dN=1.94×10~(-5)(ΔK)~(1.73)。在腐蚀疲劳环境下,母材区域的门槛值最小,最容易发生扩展行为,进入稳定扩展阶段时,后退侧热力影响区扩展最快,为da/dN=3.12×10~(-4)(ΔK)~(1.71),焊核区域扩展最慢,为da/dN=2.78×10~(-4)(ΔK)~(1.50)。AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头各区域的腐蚀疲劳裂纹扩展机理主要是裂纹尖端的阳极溶解和氢脆机理。裂纹扩展路径曲折复杂,裂纹中部发现裂纹"闭环"和分叉形貌,裂纹尾部细小,出现裂纹"跳跃"情况,裂纹尖端附近的施密特因子分布不均匀,裂纹尖端附近的组织整体呈现较软的取向,裂纹总是沿着易于滑移的软取向组织扩展。     

低碳马氏体及马氏体/贝氏体复合组织的疲劳断裂特性SCIEI

用20CrMnMo钢油淬和360℃等温淬火,得到低碳马氏体(LCM)及马氏体-贝氏体复合组织(LCM/B).用四点弯曲加载法进行疲劳试验,测定其裂纹扩展速率da/dN和门槛值△K_(th);并通过显微分析,观测裂纹扩展路径,断口形貌与组织的关系。结果表明,通过短时等温处理引入20％下贝氏体,形成LCM/B复合组织,可大幅度提高门槛值△K_(th),并显著降低裂纹扩展速率.门槛值的提高主要来源于闭合力的提高.文中着重从裂纹扩展路径的变化来探讨组织对da/dN和△K_(th)的作用机理。     

基于两步七点拟合ADB610钢焊接接头疲劳裂纹扩展

在应力比为0.1、恒幅加载载荷下,对低碳贝氏体ADB610钢手工电弧焊焊接接头母材区、热影响区和焊缝区采用CT(紧凑拉伸)试样进行疲劳裂纹扩展试验研究。采用两步七点递增多项式拟合方法计算疲劳裂纹扩展速率(da/dN),并计算应力强度因子范围(ΔK),分别将母材区、热影响区和焊缝区每个试样的(da/dN)和(ΔK)数据进行了回归拟合,得到了以Paris公式表达的ADB610钢母材区、热影响区、焊缝区(da/dN)与(ΔK)的关系式。并将这三区域中多个试样Paris公式中的参数取均值,得到三区域均值裂纹扩展速率表达式。结果表明,在裂纹扩展的初期和中期,母材区的裂纹扩展速率最快,焊缝区的裂纹扩展速率最慢;在裂纹扩展末期,三区域的裂纹扩展快慢相当。     

TC17钛合金电子束焊接接头的疲劳裂纹扩展规律及疲劳剩余寿命

首先通过试验取得母材及焊接接头的疲劳裂纹扩展速率,然后结合TC17钛合金电子束焊接接头CTOD试验结果及裂纹容限计算值,以估算其疲劳剩余寿命.结果表明:在低应力水平或低△K下,TC17电子束焊缝的da/dN数据与母材的基本相当;然而随着应力水平的增加,焊缝的da/dN值越来越大.在初始裂纹尺寸相同的情况下,TC17合金电子束焊缝与母材疲劳裂纹扩展寿命曲线存在交叉点.当应力幅大于交叉点应力幅时,TC17母材疲劳裂纹扩展到临界裂纹尺寸的剩余寿命要高于相应焊缝的剩余寿命;当应力幅小于交叉点应力幅时,TC17母材扩展到临界裂纹尺寸的剩余寿命要低于相应焊缝的剩余寿命.     

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。     

HT60高拉力钢在人工海水中的腐蚀疲劳裂纹扩展特性

对高拉力钢HT60的腐蚀疲劳裂纹扩展特性和门槛值区域特性,采用紧凑拉伸试件在人工海水中进行了实验和研究,结果表明:在空气中的da/dN与ΔK_(cff)关系可以作为在海水中的da/dN与ΔK关系的一个偏保守的预测;在高应力比的高ΔK区域,由于应力诱起溶解促进了裂纹扩展的加速;该裂纹开口应力强度因子K_(op)仅反映了裂纹表面同腐蚀生成物接触的结果,从而导致了K_(op)在裂纹尖端的偏大的估计结果。     

Q345钢断裂韧性和裂纹扩展速率研究

分别对Q345钢J积分值和裂纹扩展速率进行了测定.测定了其JR曲线lnJ=5.75 0.67ln△a,J1c=184.5 kJ/m2;疲劳裂纹扩展速率方程为da/dN=3.25×10-12(△k)4.分析了显微组织对断裂韧性和裂纹扩展速率的影响,并用扫描电镜对断口进行了观察.