一种含Re单晶高温合金的拉伸断裂行为

研究了Re对单晶高温合金拉伸、持久性能的影响及含Re单晶的拉伸断裂特征。拉伸性能试样采用[001]取向单晶制备，应力轴方向平行于单晶[001]取向，采用扫描电镜观察断口形貌。实验结果表明：Re的加入降低了单晶短时拉伸延伸率，但能提高单晶的高温持久断裂延伸率；含Re单晶室温拉伸表现为滑移开裂特征；高温拉伸断裂失效机制为变形不均匀的蠕变断裂；高温持久断口表现为典型的塑性断裂特征，变形均匀。     

泡沫金属在单、双向载荷作用下的拉伸破坏行为初探

采用低载拉伸试验机对多孔体的单、双向拉伸进行了系列实验，通过分析该材料的单向拉伸破坏机制，发现开孔泡沫金属材料的宏观断裂特点既不同于最大拉应力准则的横向断裂，也不同于最大剪应力准则的塑性流动破坏，而是表现为介于它们之间的一种复杂断裂形式；拉伸断裂过程中多孔体的延伸率主要由三维网络中的金属丝体发生的塑性偏转所造成。通过其双向承载时断裂形态的观测分析，发现泡沫体十字型样品在双向等速拉伸载荷作用下的应力场分布与双向异速拉伸载荷作用下的类似，且其应力场的最大应力线为靠近样品中央载荷区边缘的四次对称曲边四边形。     

DP780高强双相钢激光拼焊接头GTN损伤模型参数标定

为了获得DP780高强双相钢激光拼焊接头的模拟参数，根据混合法则对激光拼焊接头进行区域细化，采用ABAQUS有限元仿真软件对母材、焊缝和纵向接头的拉伸实验以及极限拱顶高度实验进行了有限元建模，依据拉伸实验的工程应力-工程应变、拉伸试样断裂位置及拼焊板断裂失效模式结果并结合有限元反推法，确定了接头各区域的GTN损伤模型参数，从而对横向接头的拉伸实验和极限拱顶高度实验进行了模拟。结果表明：不同热输入下接头的拉伸实验曲线与模拟曲线、模拟断裂位置与实际断裂位置较吻合；拼焊板失效时的极限拱顶高度值与实验值相接近；拼焊板失效模式与实验结果相一致。     

球化高碳钢薄板在多向应力状态下的氢脆

在从单向拉伸到双向等应力拉伸的应力状态范围内进行了球化高碳钢薄板氢脆的研究。测定断口处局部，断裂就变表明，在双向等应力拉伸中氢所引起的塑性损失最大。金相和断口检测结果表明，充氢和未充氢材料的断裂都是空洞形核，空洞长大，和空洞连通的结果。氢加速这三个塑性断裂过程，特别是双向等应力拉伸应力状态下，氢的影响更为显著。     

铝合金高温静态拉伸断裂特性分析

通过对高温静态拉伸条件下合金的应力／应变分析，提出铸造合金凝固热裂为表观脆性而本质塑性断裂；结合拉伸断口的ＳＥＭ分析，揭示了其断裂机制与力学特征的联系。     

60Si2MnA钢弹簧疲劳断裂原因分析

采用直径为4 mm、经油淬和回火的盘条制作的60Si2MnA钢弹簧，在疲劳试验早期断裂。检测了盘条的化学成分和拉伸性能，并对断裂的弹簧进行了断口分析和金相检验。结果表明：盘条的化学成分和拉伸性能均符合要求，但弹簧表面有细微裂纹、机械损伤和脱碳层等缺陷以及马氏体，导致疲劳性能降低从而在疲劳试验时过早断裂。     

Ti3Al基合金的拉伸形变和断裂

测试了三种显微组织Ｔｉ３Ａｌ基合金的室、高温拉伸性能；并用ＳＥＭ和ＴＥＭ详细观察样品的形变和断裂特征，结果发现，材料的力学性能与断口和位错组态的变化密切相关，随实验温度升高，强度降低，延性增加；随固溶温度提高，强度增加，延性降低，三种组织室温拉伸均为解理断裂，温度呈现解理与沿晶混合断裂。     

亚共晶Al-xLa-0.2Sc合金的组织、性能及断裂行为

采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉伸力学性能测试和电导率测试等手段研究了亚共晶Al-xLa-0.2Sc(x=5, 8)合金铸态及T5时效后的微观组织、力学性能和导电性能，并结合代表性体积元(RVE)有限元拉伸模拟分析了合金拉伸断裂机理。结果表明：随着La含量的提高，合金的强度随之提高，伸长率和电导率随之降低。铸态合金拉伸时，裂纹萌生于共晶区域和初晶α(Al)的界面。T5处理后，Al₃Sc相析出提高了合金强度和电导率，降低了α(Al)塑性变形能力，增加了共晶相界面的位错塞积程度和应力集中水平，导致裂纹更易萌生于共晶区域，合金的断裂模式由铸态的韧性断裂转变为时效态的脆性断裂。     

Al—Li合金在慢拉伸条件下的形变与断裂行为

研究了Ａｌ－Ｌｉ合金在单向受力状态下的形变特征与断裂行为，测试了不同时效状态合金的慢拉伸裂纹扩展速率与应力强度因子的关系。结果表明，不同时效合金的范性形变机制、微观断裂模式和慢拉伸裂纹扩展阻力不同，它们视微观组织和晶界性态而异，应变局部化是低塑性的根源。     

超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为

对于微合金化处理的42CrMoVNb钢，通过快速循环热处理的方法获得最小2μm的超细奥氏体晶粒，采用缺口拉伸延迟断裂实验研究了超细晶粒试样的延迟断裂行为。结果表明，随着晶粒细化，42CrMoVNb钢的强度和缺口拉伸延迟断裂抗力逐渐提高；但当晶粒细化到2μm时，强度和延迟断裂抗力均不再提高，在高温回火态，当晶粒尺寸在20—4μm范围时，断裂机制主要为穿晶断裂；但当晶粒进一步细化到2μm时，断裂机制转变为沿晶断裂，在低温回火态，不同晶粒尺寸的试样均主要为沿晶断裂，从降低应力集中和夹杂元素晶界偏聚等角度对超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为进行了探讨。     

Development of Stretch Flangeable Grade Steels by Inclusion Engineering Approach

The demand for good stretch flangeability in high-strength automotive steels has necessitated due attention on steel cleanliness and processes. The presence of elongated MnS stringers and centerline segregation of nonmetallic inclusions adversely affects the transverse mechanical property. In the present investigation, stretch flangeability of industrially produced steel, with and without Ca treatment, has been compared with Ti-added steel, produced at 40 kg scale without Ca treatment. The study brings out the influence of centerline segregation and modification of nonmetallic inclusions on HER performance. The microstructural analysis of industrial steel revealed that the method of hole formation (punching/drilling) determines crack initiation mechanism. The inclusions, along with the second phase present in the centerline, drive the crack propagation. An addition of Ti in liquid steel promotes formation of Al-Ti-O-based oxide, prior to MnS precipitation, during solidification and acts as nucleation site for MnS inclusion. This obviates the elongated stringer-type MnS inclusions. The centerline segregation-free Ti-modified steel, prepared at the laboratory scale, showed consistent HER property compared with industrial steel. It is also concluded that calcium treatment can be circumvented by modifying the sulfide stringer with the addition of Ti in the steel for further improvement in HER property.     

HG70高强度钢与HS-70焊丝的焊接分析

研究了HG70钢与HS-70焊丝焊接后焊缝的焊接结合性能和使用性能,在拘束焊接条件下,采用HS-70型焊丝,试验钢板的焊接接头的拉伸、硬度和冲击韧性试验结果表明:HG70钢和HS-70焊丝的焊接接头具有较低的裂纹敏感性,结合性能良好,其焊接接头具有优良的力学性能,具有了优良的焊接匹配性.     

Mechanisms of martensitic phase transformations in body-centered cubic structural metals and alloys: Molecular dynamics simulations

Two different mechanisms of the stress-induced martensitic phase transformation at the crack tip in body-centered cubic (bcc) structural metals and alloys have been studied by molecular dynamics simulations. For cracks with 〈1 0 0〉 crack fronts, the bcc (B2) to face-centered cubic (fcc) (L1₀) phase transformation along the Bain stretch occurs. Whereas for cracks with 〈1 1 0〉 crack fronts, either the bcc (B2) to fcc (L1₀) or the bcc (B2) to hexagonal close-packed (hcp) transformation is the candidate. We have found that the combination of local stress and crystal orientation plays an important role in the mechanism of the martensitic transformation. Thus a simple way to determine the mechanism of the martensitic transformation is developed. The complicated deformation behaviors at the crack tip in bcc iron and B2 NiAl are discussed in terms of this method.     

800MPa级DP钢冲压成形及裂纹扩展机理

通过冲压弯曲试验研究800MPa级DP钢的极限拉伸,采用扫描电子显微镜观察分析钢板的微观组织及动态拉伸过程,探讨其微观组织与其稳机理的关系。结果表明,DP800钢断口为剪切型断裂。凸模圆角半径较小时,拉深弯曲断裂是由于折弯角过小而在凸模圆角处折弯断裂;凸模圆角半径较大时,冲压弯曲断裂由于受到板料延伸率的限制,在材料流动受限的凹模圆角附近断裂。DP800的断口均分布着大量韧窝的韧性断裂,其裂纹扩展机理是微裂纹,主要产生于铁素体或马氏体/铁素体相界面,主裂纹沿两相界面或贯穿铁素体而继续扩展。     

A NEW FATIGUE-CREEP LIFE PREDICTION METHODOLOGY

在“等效裂纹”概念及裂纹扩展理论基础上,从微裂纹扩展导致材料破坏的角度出发, 得到了一种新的疲劳蠕变寿命预测模型.该模型在处理微裂纹扩展时考虑了时间无关疲劳以及时间相关静蠕变、循环蠕变的影响.时间无关疲劳裂纹扩展采用Tomkins模型,时间相关蠕变裂纹扩展采用C*控制参量. 用该寿命预测模型对1.25Cr0.5Mo钢540 ℃应力 控制下疲劳蠕变寿命进行了预测, 预测结果与实验结果符合较好.     

Ti-6Al-4V钛合金型材电热拉弯成形极限仿真方法

针对电加热拉弯成形工艺,建立了电热拉弯过程顺序耦合的数值模拟方法,实现了电热转台式拉弯成形过程的多工序、多场耦合数值模拟。并选用动力显式热-力耦合分析算法,基于J-C断裂准则,建立了电热拉弯成形极限与断裂预测的三维实体模型。通过Ti-6Al-4V钛合金挤压T型材电热拉弯成形试验与仿真预测结果比较发现:电热拉弯成形过程中,材料的失效主要发生在预拉伸和补拉伸阶段,失效原因为拉伸力过大;电热拉弯成形极限的主要影响因素包括加热温度或电流密度、预拉力、补拉伸过程温度或冷却时间和补拉力;预拉伸和补拉伸极限应力的预测相对误差分别为19.7%和19.1%,验证了模型的有效性。     

含铸造微孔镍基单晶合金蠕变损伤和裂纹萌生的模拟计算

基于镍基单晶合金蠕变变形过程中的细、微观组织结构变化及损伤特点,建立了考虑材质劣化和孔洞损伤的双参数蠕变损伤本构方程。利用所建模型对裂纹前缘含铸造缺陷（孔洞）的镍基单晶合金紧凑拉伸（CT）试样蠕变损伤和裂纹萌生进行了模拟计算,并考虑了晶体取向偏差和随机性的影响。计算结果表明：晶体取向和孔洞位置对试样蠕变损伤和裂纹萌生行为有着显著的影响。当孔洞距切口根部距离较近时,裂纹形核于切口附近的孔洞表面,裂纹形核时间较短;孔洞距切口根部距离较远时,裂纹形核位置位于切口表面,具体位置取决于试样的晶体取向,裂纹形核时间较长。随着加载轴晶体取向偏角的增大,裂纹形核时间明显缩短,其分散性加大,最大有34.7%的变化幅度;试样在2个不受控的晶体取向变化时,在偏角为45°和80°出现极值,裂纹形核时间最大偏差达3倍。     

A wedge fracture toughness test for intermediate toughness materials: Application to brazed joints

A fracture toughness test for intermediate toughness materials is developed. The test configuration is a wedge-driven double cantilever beam, with design guided by analytical solutions for the energy release rate and compliance. Actual toughness measurements require finite element methods. To promote crack stability, a pre-cracking fixture is employed. The method is illustrated for a brazed joint. Measurements of the fracture resistance used both fractographic and compliance methods to ascertain crack length. The ensuing fracture resistance, Γ_R ≈ 1 kJ m⁻², is significantly greater than that for the intermetallic constituents. Approximately half of the toughening is attributed to plastic stretch of the ductile phase within the eutectic. The remainder is attributed to dissipation within a plastic zone that forms in the primary γ-Ni regions. A rationale for improving toughness is presented.     

裂纹柔度法在7075铝合金板残余应力检测中的应用

运用裂纹柔度法检测了7075-T73、T7351、T7352铝合金板中的残余应力.试验发现：应变测量误差主要源自在试验后期试样重力的影响以局部温度变化的影响.在裂纹柔度法计算中引入权函数能有效的抑制测量误差,提高残余应力检测精度.用梁弯曲试验对裂纹柔度法试验结果作了验证,提出了权函数参数（t1,t2）的设置方法,试验结果与理论值取得良好一致.试验结果表明：铝合金板的预拉伸工艺可消除约90%的残余应力.压缩工艺可获得压缩的残余应力,对应力消除的效果最佳.