4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃的低周疲劳行为

采用轴向应变幅控制的低周疲劳试验研究了总应变幅对4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃低周疲劳行为的影响,包括循环应力响应行为、循环应力应变行为、循环迟滞回线和应变疲劳寿命行为等。结果表明:随着总应变幅从0.2%增大到0.6%,4Cr5MoSiV1钢在700 ℃时循环应力响应均表现为先循环硬化再循环软化的特性,并且应力幅最大值从220 MPa增大到308 MPa。同时,随着总应变幅的增大,4Cr5MoSiV1钢在700 ℃下的低周疲劳寿命由6750循环周次降低到210循环周次,且其过渡寿命约为1313循环周次。疲劳断口形貌分析结果显示,高温低周疲劳过程中裂纹主要萌生于试样表面处,且随着应变幅增大,裂纹源逐渐增多,疲劳条纹间距变宽,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。透射电镜分析结果显示,循环软化可能与板条结构转变为胞状结构、基体发生位错湮灭、碳化物的析出和粗化有关。      

应变率对Mg-Gd-Y合金断裂机制的影响

对Mg-Gd-Y合金分别使用准静态压缩试验机、分离式霍普金森压杆、平头弹丸侵彻加载,研究了该合金在1×10-3,1×103,1×104s-1时,应变率对其断裂机制的影响.研究结果表明,在应变率为1×10-3 s-1时,呈现出脆性解理断裂特征;当应变率增加为1×103 s-1时,动态压缩后断口除了解理片层外,还出现了热软化带,变形局域化是裂纹形核的通道,最终导致材料的失效.在应变率约为1×104 s-1时,稳定侵彻阶段,绝热剪切带是更高应变率下导致材料断裂的原因,特定位置的绝热剪切带为相变带,应变率的提高有利于形成相变带.应变率是通过影响Mg-Gd-Y合金的热软化效果而影响其断裂机制的.     

Z3CN20—09M铸造奥氏体不锈钢的低周疲劳行为

采用径向应变控制研究了Z3CN20-09M奥氏体不锈钢在室温和350℃高温下的低周疲劳行为.Z3CN20-09M不锈钢表现为先硬化后软化的循环特性,但硬化的程度取决于温度和应变幅.随着应变幅的增加,Z3CN20-09M钢的低周疲劳循环寿命逐渐减短,而相同循环次数下应力幅也随之提高.温度对Z3CN20-09M钢的低周疲劳行为影响较大,与室温相比高温下的循环硬化程度更高,相同应变幅下高温的低周疲劳寿命也高于常温下的寿命.通过疲劳实验的原位观察发现,奥氏体内的滑移面、夹杂物及奥氏体和铁素体两相的界面是疲劳裂纹可能的形核位置,奥氏体和铁素体两相的不协调变形使相界处产生应力集中,导致疲劳裂纹容易沿两相界面扩展.      

M5合金的高温低周疲劳性能研究

M5合金是一种适用于高燃耗组件的新型锆合金,主要用作燃料棒包壳、端塞、导向管和定位格架材料。采用棒材试样,对M5合金在375℃温度下进行了5个应变水平的低周疲劳实验,应变比R=-1。对合金的循环响应特征进行了分析,并根据实验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。用扫描电镜分析了低周疲劳样品的断口,讨论了合金的低周疲劳断裂特征。结果表明,在循环变形过程中,M5合金表现出了明显的硬化、饱和、软化阶段,其中饱和阶段所占比例较大,而硬化和软化阶段所占比例较小;其循环应变寿命特性遵循Coffin-manson关系;疲劳裂纹均起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,断裂区布满发达的韧窝,属于明显的韧性断裂。     

稀土元素La对AZ91D镁合金低周疲劳行为的研究

研究了AZ91D＋0．3％La镁合金在总应变幅△εt／2为0.2％～1.2％范同内循环加载时的低周疲劳行为。结果表明,在较大应变幅下,AZ91D＋0．3％La镁合金的循环滞后回线上分别出现捌点、拉压不对称和锯齿现象;镁合金的低周疲劳寿命随应变幅值的提高而下降,并且符合Manson—Coffin关系式;镁合金的循环应力响应行为和循环应力应变行为均呈现明显的循环硬化现象;疲劳断口上出现了多疲劳源现象,且随应变幅的增加越来越凹凸不平。     

氢含量对新锆合金室温循环变形行为的影响

NZ2是我国自行研制的具有自主知识产权的新型Zr-Sn-Nb系锫合金,其堆外性能,尤其是耐蚀性能已达国外新合金同等实验条件下的相同水平,是十分具有应用前景的新锆合金.锆在反应堆中服役时会与冷却剂反应而吸氢,从而使锆合金的性能降低,导致失效.通过应变控制的对称拉-压(εR=εmin/εmax=-1)疲劳实验研究了不同氢含量(未渗氢,200,450.730μg·g-1)对NZ2新锆合金的室温低周疲劳性能以及氢含量对材料循环硬化及软化的影响,发现随着氢含量的增加,相同应变下材料的低周疲劳寿命下降,但达到某一饱和值的时侯材料的低周疲劳性能不再降低,随着氢含量的增加,材料有循环软化趋势,NZ2锫合金台氢试样比无氢试样更容易出现循环软化现象.     

TC4ELI钛合金低周疲劳性能研究

研究了具有网篮组织的TC4ELI钛合金材料在不同应变幅值下的低周疲劳性能,给出了TC4ELI钛合金在低周疲劳下的循环应力-应变曲线,拟合出循环应变硬化指数、循环强度系数以及应变-寿命特征系数,并通过光学显微镜进行金相分析,通过扫描电镜进行断口形貌分析。结果表明,TC4ELI钛合金呈现出循环软化的特性;距离疲劳断口1.5 mm处的组织形态与断口处无明显变化,疲劳裂纹以穿晶方式扩展直至断裂;随着应变幅值增大,韧窝变大变深,韧性断裂特征变得更加显著。     

汽车板QStE550TM应变疲劳性能研究

以3 mm厚汽车板用结构钢QStE550TM为研究对象,对其光滑试件进行了静态拉伸试验和不同应变水平控制下的应变疲劳性能测试,绘制了E-N曲线,并观察了疲劳断口形貌。试验结果表明,该汽车板屈强比和断层伸长率较高,具有良好的抗变形能力与加工成型性能。当应变幅小于0.8%时,循环寿命可达到104次以上,在低周应变循环中,该材料出现循环软化现象。疲劳断裂源于表面微裂纹的产生,疲劳源附近断口较为光滑,断口存在典型的疲劳辉纹。     

LZ50车轴钢低周疲劳性能研究

研究了L730车轴钢的循环相关特性、循环疲劳特性及循环应力-应变关系。试验结果表明：LZ50车轴钢的循环疲劳特性曲线及循环应力-应变曲线很好地符合双对数线性关系；其循环相关特性表现为先循环软化，稳定后又发生循环硬化，而且循环软化和循环硬化的程度随控制应变的不同而不同，     

一种工程机械用钢Q690疲劳性能研究

文章研究在对称应变控制条件下690 MPa级别低合金高强钢的疲劳性能,采用岛津疲劳试验机进行疲劳实验,采用扫描电镜等设备对疲劳试样断口进行断口形貌分析.研究结果表明:低周疲劳实验中,随着循环应力的增加,循环周次逐渐减少.在小应变振幅条件下,试样出现明显加工硬化和软化现象;在大应变振幅条件下,试样并未发生加工硬化现象,只出现软化现象,软化过程持续到断裂.     

高Nb-TiAl合金的高温循环变形机制

在750℃下对近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金进行了静拉伸和循环变形,观察和分析变形后试样的微观组织.合金在750℃时的循环应力-应变曲线位于静拉伸应力-应变曲线之上,显示出明显的循环硬化特征;在循环变形过程中呈现先硬化后稳定.透射电镜观察显示,在750℃下循环变形和拉伸的合金试样中均发现有大量的位错钉扎、塞积及缠结存在,而形变孪晶仅在循环变形后的合金试样中存在.合金在750℃下的循环变形中孪生起重要作用.      

基于应变控制的4Cr5MoSiV1热作模具钢热机械疲劳行为

采用MTS®热机械疲劳电液伺服试验机研究了4Cr5MoSiV1热作模具钢400~700℃范围内拉压对称机械应变控制的同相及反相热机械疲劳行为.结果表明:当应变幅为±0.50%时,4Cr5MoSiV1钢反相热机械疲劳寿命约为同相的60%;无论同相还是反相加载,应力-应变滞后回线均呈现不对称性,同相加载时表现为平均压缩应力,反相加载时表现为平均拉伸应力.两种加载方式下,最大应力与最大应变及峰值温度均不同步,在高温半周出现应力松弛现象.此外,高温半周呈现持续循环软化,而低温半周呈现初始循环硬化,随后持续循环软化的特征.同相加载时断口以主裂纹、撕裂脊和准解理特征为主,裂纹少而深;反相加载时断口以疲劳条纹和大量的凹坑特征为主,裂纹多而浅.      

FGH96合金双道次热变形及其热加工图

采用Gleeble-1500热模拟试验机对FGH96合金进行双道次真应变量为0.6＋0.6和0.3＋0.9的等温间断热压缩试验,研究了变形温度为1050~1125℃、变形速率为0.001~0.1 s-1时合金的热变形行为和组织演变.热变形过程中合金发生了再结晶,第一道次较小的真应变量减轻了合金的开裂.当第一道次真应变量小时,随着温度和变形速率的上升,合金道次间再结晶软化率增加.不同应变量以及不同道次真应变量均对合金热加工图产生明显影响.在相同变形条件下,当能量耗散率随应变量的增加而下降时,合金中组织由细晶向粗晶转变,反之则由粗晶向细晶转变;当能量耗散率不随应变量的变化而变化时,能量耗散率低于20%的合金中出现大量的不完全再结晶组织,能量耗散率高于35%的合金中出现细小完全再结晶组织.      

稀土元素Ce对TWIP钢低周疲劳行为的影响

研究了添加不同含量稀土元素Ce的Fe-Mn-C系TWIP钢的低周疲劳行为。低周疲劳测试采用总应变幅±0.8%范围内循环加载方式进行,随后利用扫描电镜及透射电镜等手段,观察了TWIP钢在低周单轴循环对称拉压载荷下的疲劳断裂后的显微组织。结果表明,添加稀土元素Ce的TWIP钢与原TWIP钢均表现出循环硬化、循环饱和、循环软化、最后失效的特性趋势;然而稀土元素Ce的添加,给TWIP钢引入了更多的夹杂物,降低了TWIP钢的疲劳吸能能力,对TWIP钢的疲劳变形起到了不利的作用。     

连续油管用钢CT80低周疲劳性能研究

对CT80连续油管用钢进行了低周疲劳性能试验,通过应变幅为0．4％-1．5％,7个级别的恒应变控制实验,研究了CT80的循环特性、疲劳特性,确定了疲劳寿命与应变幅之间的关系式,并使用扫描电镜对疲劳断口形貌进行了观察和分析。结果表明：该材料为循环软化,疲劳裂纹起始于试样表面,呈多源性特征。     

共析轨钢塑性应变与应变疲劳关系的研究

用全反向恒应变幅试验方法,研究了C-Mn轨钢珠光体及回火索氏体的应变疲劳行为,探讨了塑性应变在应变疲劳中的作用。试验结果表明,轨钢的疲劳是塑性应变控制过程。大应变幅时,疲劳寿命的急剧缩短与塑性应变幅的快速增长有关,减小片间距会降低塑性应变幅在总应变幅中所占比例;抗拉强度相等时,因循环软化而致的塑性应变幅增大及较小的可允许应变范围是回火索氏体疲劳寿命低于珠光体的主要原因。     

Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金的流变软化机制

英国学者Jones研究了具有针状α片层组织的Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金在等温锻造过程中的流变行为。研究发现,当应变小于0.5时,该合金在流变软化之后都伴随有屈服和少量硬化。具有针状α片层组织的Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr合金在低应变下等温锻     

应变幅对H13热作模具钢等温疲劳行为的影响

对H13热作模具钢试样进行600 ℃等温疲劳实验，通过显微维氏硬度计、金相显微镜（OM）、超景深显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等设备研究了0.7%，0.9%和1.1%三种不同应变幅对疲劳行为的影响。结果表明:应力应变滞后回线呈现对称性，应变幅越大，滞回环面积越大。H13钢在实验中呈现循环软化的特征，应变幅越大，疲劳寿命越短，1.1%应变幅试样寿命约为0.7%应变幅试样的61.2%。应变幅的增加对裂纹萌生和扩展起促进作用，1.1%应变幅试样裂纹扩展最明显。高温非真空实验条件下，材料表面产生的氧化物也会促进裂纹扩展。疲劳后试样微观组织发生明显的长大和粗化，较大应变幅对碳化物析出有更大的助力，还会加速材料软化。有应变幅试样显微硬度远低于无应变幅试样。      

Ti-55531近β钛合金中针片α组织破碎的临界变形条件

对具有初始针片α组织的Ti-55531合金进行单道次压缩变形,研究该合金在变形温度为750~825℃、应变速率为0.001~1 s-1条件下的热变形行为,并结合应力–应变曲线和针片α组织的破碎球化现象,分析针片α组织破碎球化的临界应变条件。结果表明:变形过程中流变应力随应变速率增大或变形温度降低而增大;合金发生屈服后,流变应力s随应变量ε增加先快速下降、后缓慢下降,直至趋于稳态流变,dσ/dε存在极小值,其对应的应变量为针片α组织发生破碎的临界应变量ξc';应变量小于ξc'时,针片α组织旋转、弯折等引起的流变软化作用占主导,应变量大于ξc'时,针片α组织破碎球化引起的流变软化作用占主导;ξc'随应变速率增大及变形温度降低而增大,其预测模型可表示为ξc'=0.00197[eexp(392300/RT)]0.121。     

7055铝合金的热变形行为及挤压工艺研究

采用Gleeble热模拟压缩试验研究了7055铝合金的热变形行为和组织演变规律,获得了变形温度和应变速率理论参数,实现了工业生产验证。结果表明:当温度在380～460℃范围内,应变速率在0.001～0.1s-1间时,合金表现为稳态流变;应变速率为1s-1时,合金发生流变硬化;在此变形参数区间的组织演变以动态回复为主。当变形温度为460℃、应变速率为10s-1时,合金发生严重的塑性失稳。基于热模拟试验与组织分析提出了热变形工艺理论参数,并在工厂进行了挤压验证,最终确定了7055合金较佳的挤压温度为420～440℃,挤压速率为0.3～0.7 m/min。