用应变能法研究模具钢的热疲劳性能

本文提出的应变能法是采用能量损伤观点对 Manson-Coffin的应变幅——寿命法(M-C公式)的修正,用以予测热作模具钢5Cr2NiMoVSi、5CrNiMo的热疲劳的寿命。该法指出热疲劳寿命不但是非弹性应变幅△ε_(in)的函数,而且也是平均拉应力σ的函数,即材料的热疲劳寿命是强度和塑性的综合性能指标。使用应变能法予测热疲劳寿命时,实验结果与实际模具的使用寿命相吻合,而用 M-C公式予测则有时和实际情况相反。     

3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢热疲劳机理及热疲劳抗力的差异

对淬火、回火后的3Cr2W8V钢、4Cr5MoSiV1钢缺口板状试样,进行了50～650℃ Coffin型热疲劳试验。根据试验结果,分析了热疲劳裂纹萌生和扩展过程,以及此过程中试样上应力的变化。结果表明:试样在升温时产生塑性压缩应变,在降温时产生弹性拉伸应变,呈现出弹塑性应变循环的特征;热疲劳裂纹沿滑移线场方向,在最大应变区形核,在形核数量上,4Cr5MoSiV1钢为3Cr2W8V钢的十几倍;裂纹扩展驱动力主要受材料高温强度和组织的热循环稳定性控制,同时也受材料对拉应力松驰能力的影响;裂纹扩展阻力主要取决于热循环后的材料断裂韧性水平、强度水平和氧化腐蚀抗力的合理配合。根据以上分析结果,从机理上解释了4Cr5MoSiV1钢热疲劳抗力优于3Cr2W8V钢的原因。     

钨系热作模具钢热疲劳特性的研究

本文研究了钨系热作模具钢3Cr2W8V的热疲劳特性,阐述了一些因素对热疲劳性能的影响,试验结果表明,热疲劳抗力主要取决于材料的高温屈服强度,在强度、塑性及循环热稳定性取得适当配合时最大。     

估算低温下金属材料应变疲劳寿命和疲劳极限的新方法

本文建立了估算低温下金属材料应变疲劳寿命的新方法,并首次提出了金属疲劳极限的热激活模型。该模型可定量地解释温度和频率对疲劳极限的影响。研究结果表明,提出的应变疲劳公式可很好地拟合低温下金属材料应变疲劳寿命的实验结果;疲劳极限可表示成非热激活分量σ_(ai)(ε_(apc))和热激活分量σ_a~*(T,ε_p)之和;σ_(ai)(ε_(apc))是与温度和频率(或应变速率)无关的材料常数;σ_a~*(T,ε_p)与流变应力的热激活分量近似相等。最后用文献中的实验数据对本文提出的低温下就应变疲劳寿命和疲劳极限的估算方法进行了验证。     

四种热轧辊材料热疲劳性能的研究

本文研究高Cr铸铁、中Ni-Cr激冷铸铁、半钢(165CrNiMo)及锻钢(9Cr2)四种热轧辊材料的热裂纹萌生特点和扩展途径,并对四种材料热疲劳抗力进行了评价。     

提高HM3钢(25Cr3Mo3VN_b)热疲劳抗力的研究

木文以HM3热作模具钢为研究对象,着重研究了淬火冷却速度及回火温度对该钢热疲劳性能的影响,寻求最佳热处理工艺,提出了提高HM3钢热疲劳抗力的一种途径。     

金属材料低周疲劳过程中的红外热象测量

利用红外热象仪连续测量金属板试样的拉压低周疲劳过程,将测量结果进行数值化处理得到被测试样表面动态温度场的数值响应.通过对温度场进行动态分析,为研究材料疲劳过程提供与相应应变能释放率有关的二维动态数据,从而展示出红外热象测量及热分析应用于材料疲劳研究的广阔前景.     

LC9材料疲劳特性的测试及其寿命预测方法探讨

对ＬＣ９－ＣＳ棒材进行轴向应变控制疲劳试验，较全面地测试出材料的应变疲劳特性，包括稳态应力应变曲线，瞬态应力应变曲线，Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ公式描述的εａ－Ｎｆ曲线以及当量应变寿命（εｅｑ－Ｎｆ）曲线。并对上述特性曲线构成的不同寿命预测方法与试验进行了深入比较，结果表明，瞬态应力应变曲线和εｅｑ－Ｎｆ曲线能较好地反映材料的疲劳特性。并能兼顾应变疲劳和应力疲劳分析的需要。     

16MnR轴对称三维应力状态下高温低周疲劳寿命评价

通过对 1 6MnR带缺口的圆柱试样的轴对称三维应力状态下高温低周疲劳试验 ,并应用NHRDS有限元程序进行了缺口附近轴对称问题的循环应力、应变分析计算 ,得出了各试样危险点的应力、应变分量值和当量应力、当量应变值。基于当量概念这一基本准则 ,分析材料疲劳过程的能量损耗 ,利用当量塑性应变能密度评价了该材料轴对称三维应力状态下不同应变速率下的疲劳寿命 ,并在此基础上分析了应变速率对疲劳寿命的影响。试验结果表明 ,该材料轴对称三维应力状态下高温低周疲劳寿命用当量塑性应变能密度来表征是可行的 ,应变速率对疲劳寿命的影响可以通过将疲劳寿命评价公式中的材料常数用应变速率的函数来表示的方法得以定量的体现。     

热处理对3Cr2W8V和4Cr5MoSiV1钢力学性能的影响

本文对热作模具钢３Ｗｒ２Ｗ８Ｖ和４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶ１钢的耐磨性、高温拉伸、冲击性能及热疲劳抗力进行了对比研究。结果表明，４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶ１钢的高温强韧性优于３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢，且具有更高的耐磨性及热疲劳抗力，更适宜做摩擦压力机热锻模。     

钨铬合金白口铸铁的外约束型热 疲劳特性

为开发钨铬合金白口铸铁轧辊的新型材料，对在外约束条件下的热疲劳行为进行了研究。结果表明：影响其外约束热疲劳抗力的主要因素是屈服温主工和强度，屈服温度越高，屈服强度越大，热疲劳抗力直工大；     

金属材料旋弯—热疲劳的试验研究

在普通旋弯疲劳试验机上，对金属材料进行了旋弯一热疲劳的复合试验，测试了球铁轧辊材料的热疲劳性能，分析了其失交行为和破坏机理。     

堆焊铸管模热疲劳性能试验研究

针对国内铸管模使用寿命低的问题,通过试验筛选出一种耐热疲劳性能好的堆焊金属,修复国产铸管模,使其达到国外铸管模的使用寿命.采用自约束热疲劳试验方法和高频电磁感应加热设备,研究超低碳Cr-Mo系和低碳Cr-Mo系堆焊金属热疲劳性能.结果表明:含碳量对热疲劳裂纹的形态有一定的影响;焊后未热处理状态下的低碳Cr-Mo系堆焊金属热疲劳性能优于超低碳Cr-Mo系堆焊金属;低碳Cr-Mo系堆焊金属焊后热处理的热疲劳性能显著提高.     

稀土对新型铬镍钨钼耐热铸钢热疲劳性能的影响

本文研究了稀土元素对新型耐热铸钢热疲劳性能的影响,结果表明,随着钢中稀土含量的增加,热疲劳裂纹萌生的循环周次增加,裂纹扩展速度减慢,稀土含量超过0.1%,以上效果尤为显著。时效态热疲劳裂纹萌生较铸态为快,而裂纹扩展速度较铸态慢。本文依据 Manson-coffin 公式、分析了产生上述现象的原因.作者研制的新型铬镍钨钼稀土耐热铸钢活动篦板具有良好的热疲劳性能,已在水泥厂取得很好的效率.     

燃烧器喷嘴材料热疲劳性能和高温氧化性能研究

采用对比试验方法,通过热疲劳裂纹扩展速率和氧化增重试验,研究了燃煤锅炉燃烧器喷嘴常用的两种材料的热疲劳性能和高温氧化性能,结果表明,铬、锰、硅等元素含量高的新材料ZG40Cr26Ni4Mn3NRe的热疲劳性能和抗高温氧化性能均明显优于原燃烧器喷嘴材料ZG40Cr20Ni5.材料的抗热疲劳性能在很大程度上取决于材料的抗高温氧化性能,热疲劳裂纹在表面缺陷处最易出现,热循环过程中氧化膜的形成和破裂加剧了热疲劳裂纹的萌生和扩展.     

低周疲劳过程中的非弹性响应和热响应

材料的疲劳是能量耗散过程。低周疲劳过程的非弹性响应反映了机械能耗的规律，而热响应则能够表征疲劳过程的热耗散规律。通过低周疲劳试验，研究了40CrNiMoA在循环加载过程的软化／硬化规律以及机械能耗规律，并利用细小热教电阻测量了试祥在加载过程中的温度变化以及温度涨落规律。     

评定模具钢热疲劳性能的Uddeholm法

本文试验设备主要由 GP10—CW5型高频感应加热装置、复合式感应圈、试样座,热疲劳温度循环自动控制器及冷却系统几部分组成。在循环加热、冷却条件下,试样表层承受着周期性的多维热应力,经一定循环次数后根据试样表层的龟裂网纹形貌对照标准图谱评定材料的抗热疲劳性能,具有操作方便、模拟性强的特点,适合于模具钢的热疲劳性能研究。     

CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是 SMT焊点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中 ,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效。以 CCGA焊点为例 ,利用 CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果 ,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型 ,从而建立了 CCGA焊点可靠性分析模型 ,采用三维有限元方法分析了 CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程。在此基础上 ,对 CCGA焊点疲劳寿命进行了计算