高强韧Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe合金低周疲劳性能研究

通过室温下应变控制疲劳试验研究了高强韧Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe合金的低周疲劳性能.结果表明:在高应变幅值下(△εt/2=1.0％,1.2％,1.4％,1.6％),合金的循环应力响应表现为初始循环软化,而后趋于循环稳定;在低应变幅值下(△εt/2=0.6％,0.8％),合金的循环应力响应表现为循环饱和...     

600 ℃时钛合金高温低循环疲劳行为及其微观机理

研究近α型TG6钛合金盘锻件双态组织在600 ℃不同应变幅条件下的低循环疲劳行为,总应变幅△εt/2控制在±0.6%～±1.5%,应变比R＝-1,采用三角波方式加载.结果表明:600 ℃低循环疲劳条件下,随着总应变幅的增加,循环峰值应力smax提高,而疲劳寿命Nf下降;对于TG6钛合金盘锻件双态组织,存在一个循环软化/硬化的总应变幅临界值(△εt/2)c,约为±1.0%,当总应变幅高于此值,表现为循环硬化行为,而低于此值时,则表现为循环软化行为;在所有应变幅条件下,疲劳裂纹均为多源萌生模式,600 ℃低循环疲劳变形行为主要受α晶粒内位错的平面滑移所控制,位错平面滑移集中的结果是最早在α晶粒内萌生疲劳裂纹;随着疲劳测试温度的提高,不同滑移系上位错滑移的临界分切应力的差别缩小,促进位错交滑移的进行.     

分接开关主驱动轴低周疲劳行为及断裂特性

针对分接开关主驱动轴球墨铸铁部件,系统研究了其低周疲劳性能及断裂特性。结果表明,EN-GJS-700-2球墨铸铁的疲劳寿命强烈依赖于施加的循环应变幅。进一步研究发现,疲劳寿命主要取决于循环应变幅中的塑性分量,以至于疲劳寿命与循环总应变幅满足Coffin-Manson方程。SEM断口形貌显示,不论是低应变幅还是高应变幅下,球墨铸铁表面处的球状石墨/珠光体界面是疲劳裂纹的优先萌生位置,并呈现出多源特征。在随后的裂纹扩展过程中,高应变幅断口平坦,解理断裂特征明显,难于观察到疲劳条纹。但在低应变幅下,球形石墨和珠光体显著参与塑性变形,疲劳条纹变得明显。     

细晶Ti-2Al-2．5Zr合金室温／低温低周疲劳行为及微观结构

对细晶Ti-2A;-2.5Zr合金进行了室温/低温(77 K)疲劳实验及微观组织观察.结果表明:室温低应变幅Δεt/2(=0.5%,1.0%)下,合金表现为循环软化;室温高应变幅(1.5%,2.0%)下,则表现为循环应力饱和;77 K时,不同应变幅下均表现为循环硬化,且随应变幅升高,循环硬化程度增强.疲劳寿命测试结果表明:低温疲劳寿命始终高于室温.断口SEM观察表明,室温和低温下,疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条纹,疲劳裂纹以穿晶方式扩展,室温下伴随有大量二次裂纹,低温下的二次裂纹数量明显减少.TEM观察表明:低温下孪生是合金主要的变形方式,包括{1011}和{1121}型孪晶.疲劳变形位错组态为:室温较低应变幅(0.5%,1.0%)下,形成位错线和局部位错缠结;室温下应变幅提高到1.5%和2.0%时,{1010}柱面和{1121}锥面滑移同时开动,位错组态演化为亚晶和明显的位错胞.77 K下,应变幅2.0%时形成沿柱面平行分布的位错带;77 K下应变幅升高到4.5%时,多滑移形成相互垂直的位错线.低温诱发形变孪晶是Ti-2Al-2.5Zr低温疲劳寿命升高的原因.     

温度对N18(NZ2)合金循环变形行为的影响

研究了200、300、400℃温度下N18(NZ2)合金的循环变形行为,同时研究了室温和400℃低周疲劳行为.结果表明:N18(NZ2)合金低周疲劳寿命Nf随着塑性应变范围△εp的增加而降低,并遵循Coffin-Manson关系:Nβf△εp=C;N18(NZ2)合金在400℃高温下,其循环滞后回线出现锯齿状波形,即出现Portevin-LeChatelier效应.且在200、300、400 ℃下,合金表现出与常温下不同的循环特性,呈现出一致循环硬化的现象;在高温,N18(NZ2)合金疲劳断口局部出现韧窝型断裂,并出现细小的二次裂纹.大量二次裂纹的存在是400℃疲劳断口的主要特征.     

不同应变幅下高锰钢的低周疲劳性能研究

对铸态高锰钢(120Mn13)进行了常温拉伸及低周疲劳试验,研究了试样在拉伸变形中的动态应变时效,在拉压疲劳变形过程中的循环应力应变行为、循环硬化软化行为及裂纹扩展行为等。结果表明：在拉伸曲线中发现了代表动态应变时效作用的峰状低频A型锯齿和波纹状高频B型锯齿。在不同应变幅下的低周疲劳实验中,试样均先循环硬化,后循环软化直至断裂。随着应变幅的增加,其最大循环拉应力逐渐增加,疲劳寿命却降低。高应变幅下的裂纹多沿晶界扩展,但裂纹偏转次数及二次裂纹数量增多,这是其寿命较低应变幅下相差较小的主要原因。     

Low-Cycle Fatigue Behavior of a Nickel Base Single Crystal Superalloy at High Temperature

研究了2种高温条件下镍基单晶合金的低周疲劳行为。试验温度和总应变幅是影响合金低周疲劳寿命的2个主要因素,在相同温度下,低周疲劳寿命随应变幅的减小而增大;在同一应变幅下,870℃的疲劳寿命均小于760℃的疲劳寿命。二次细小y相有效阻碍了位错的滑移,提高了合金在760℃低周疲劳变形抗力,位错滑移带成为疲劳裂纹萌生及扩展的主要途径;870℃循环应力曲线前期出现短暂硬化和后期软化的现象,y’相逐渐粗化和高密度的位错缠结是循环软化的主要原因。局部应力集中与合金内微孔的交互作用是疲劳裂纹萌生的源头。     

一种镍基单晶合金高温低周疲劳行为研究(英文)

研究了2种高温条件下镍基单晶合金的低周疲劳行为。试验温度和总应变幅是影响合金低周疲劳寿命的2个主要因素,在相同温度下,低周疲劳寿命随应变幅的减小而增大;在同一应变幅下,870℃的疲劳寿命均小于760℃的疲劳寿命。二次细小y相有效阻碍了位错的滑移,提高了合金在760℃低周疲劳变形抗力,位错滑移带成为疲劳裂纹萌生及扩展的主要途径;870℃循环应力曲线前期出现短暂硬化和后期软化的现象,y'相逐渐粗化和高密度的位错缠结是循环软化的主要原因。局部应力集中与合金内微孔的交互作用是疲劳裂纹萌生的源头。     

显微组织对Ti-31合金低周疲劳性能的影响

研究了Ti-31合金的显微组织对低周疲劳性能的影响.结果表明当应变控制在△ε/2=0.6%-1.0%,应变比R=-1时,片状组织和等轴状组织对低周疲劳性能无明显影响,当循环应变次数较低时,基本都表现为循环饱和特征;当循环周次超过100 cyc时,片状组织出现轻度循环软化.等轴状组织的Ti-31合金的过度疲劳寿命略高于片状组织,分别为758和556 cyc.     

挤压铸造Al-7.1Zn-2.4Mg-2.1Cu-0.55Fe合金的低周疲劳行为研究

通过低周疲劳试验,结合金相分析、静态力学性能测试和扫描电镜观察,研究了挤压铸造Al-7.0Zn-2.5Mg-2.1Cu-0.55Fe合金的低周疲劳行为,并与重力铸造合金进行了对比。结果表明,合金存在循环硬化行为。在0.3%、0.4%总应变幅下表现为循环稳定现象,当应变幅增大到0.5%时,重力铸造合金表现为持续的循环硬化直至疲劳断裂,挤压铸造合金在200周次左右循环硬化至饱和,然后表现为循环稳定现象。挤压铸造显著提升合金疲劳寿命,重力铸造合金疲劳源主要为缩松、缩孔等铸造缺陷,且裂纹易于沿着缩松、缩孔扩展,严重降低合金疲劳裂纹扩展抗力。挤压铸造合金疲劳源为表面或靠近表面处的氧化夹渣、粗大的富铁相和共晶相。     

8090Al—Li合金的低周疲劳行为

研究了不同热处理状态８０９０Ａｌ－Ｌｉ合金的循环疲劳与断裂行为。结果表明，相同时效状态合金的循环应力随应变幅的增加而提高，低应变幅下时效状态影响较小；随应变幅的提高，时效状态的影响增强，合金出表现出的循环硬化，软化以及低周疲劳性能与位错组态，沉淀相的尺寸，晶界ＰＦＺ的形成和断口形貌密切相关。     

EFFECT OF DYNAMIC STRAIN AGING ON LOW CYCLE FATIGUE BEHAVIOUR OF 18-8 AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Studies were made of the symmetric tensile-compressive low cycle fatigue behaviour and theinfluence of dynamic strain aging(DSA)pre-treatment of 18-8 austenitic stainless steel.Within the testing amplitude range of strain.±0.5 % to±1.5 %,the three processes ofcyclic hardening,cyclic saturation and cyclic softening were observed.In the same amplitudeof strain,the peak stress of the samples pre-treated by DSA is higher than that of solid-solu-tion and cold working pre-treatment,but no remarkable differences of the fatigue lives ofthem were found.TEM observation shows that the uniform and stable dislocation networkswith high density form after DSA pre-treatment,which increases the cyclic peak stress.Thecyclic softening results from the low dislocation density and elongated cell structure with lowenergy.     

两种显微组织的Ti600合金低周疲劳行为

利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜研究了Ti600合金在不同组织类型下的疲劳行为。结果表明,Ti600合金在总应变幅±0.6%～±1.0%范围内,无论是片层(LM)组织还是双态(BM)组织的试样均呈现循环软化现象。在相同的总应变幅条件下,BM组织的试样具有长的疲劳寿命。LM组织试样断口附近侧表面的裂纹易于发生连接,致使循环应力响应的有效面积快速减小,因此LM组织试样在较低的循环应力下发生疲劳断裂。     

45碳钢低周疲劳与应力循环棘轮失效的实验研究

对调质处理的45碳素结构钢进行了应变循环低周疲劳实验以及应力控制棘轮失效实验．对于前者进行了带平均应变和不带平均应变的实验,以研究平均应变对低周疲劳特性的影响;对于后者研究了平均应力和应力幅值对棘轮失效的影响．应变循环实验表明：平均应变对循环饱和行为以及低周疲劳循环失效圈数并没有明显的影响,但对材料的循环初期循环塑性行为有影响．棘轮失效实验结果表明：当应力幅值较大而平均应力较小时,材料的棘轮失效主要归于较大塑性应变幅值引起的低周疲劳破坏;当平均应力较大而应力幅值相对较小时,材料的棘轮失效主要归于较大的棘轮应变引起的材料韧性破坏,其失效准则可以用最大单调极限应变来表征．     

应变波形对Inconel 625合金低周疲劳性能的影响

在650℃以及拉压对称三角波(TR)、慢拉快压锯齿波(ST)和快拉慢压锯齿波(FT)3种应变波形下对Inconel625合金进行了低周疲劳实验,研究了合金在不同应变波形下的低周疲劳变形与断裂行为。结果表明:3种应变波形加载条件下,合金在0.3%～0.7%的外加总应变幅下均呈现循环硬化,其中在ST下的循环应力幅最高;采用锯齿波形时,由于拉伸蠕变分量和压缩蠕变分量的引入造成合金的疲劳寿命缩短;此外,合金的循环应力和应变之间呈现单斜率线性关系,且其塑性应变幅与弹性应变幅和疲劳寿命之间亦呈线性关系。利用扫描电子显微镜对Inconel625合金在3种加载波形下的低周疲劳断口形貌进行观察,结果表明,Inconel 625合金的疲劳裂纹萌生和扩展均是以穿晶方式进行的。     

热处理对AE42压铸镁合金低周疲劳行为的影响

研究了固溶+时效处理(T6)对AE42压铸镁合金在疲劳加载条件下的循环应力响应行为、疲劳寿命以及断裂行为的影响。结果表明,压铸态和固溶+时效态的AE42镁合金均表现为循环应变硬化,固溶+时效处理可导致AE42压铸镁合金的循环应力幅有所提高,并可有效提高AE42压铸镁合金的疲劳寿命。疲劳断口形貌观察结果表明,疲劳裂纹萌生于疲劳试样的表面,并以穿晶方式扩展。     

Ti-1023钛合金的低周疲劳行为

研究了室温Ti-1023钛合金由应变控制的低周疲劳行为。对循环应力-应变数据和应变-疲劳寿命数据进行了分析，通过双对数线性回归处理，得出了Coffin-Mason处理模型的疲劳参数。结果表明：合金总应变幅在0．6％-0．8％时，循环初期表现出轻微的循环硬化，然后循环稳定；总应变幅超过0．8％时则表现为循环软化。表明合金的循环应力响应行为取决于外加总应变幅。     

P92钢焊缝金属高温低周疲劳行为分析

P92钢常用于锅炉高温、高压主蒸气管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行. 文中通过P92钢焊缝金属在630 ℃下的低周疲劳试验,研究了低周疲劳行为及其循环应力应变关系,采用塑性应变能密度对其低周疲劳进行了寿命预测,并根据断口形貌,分析了P92钢焊缝金属的断裂机理. 结果表明,P92钢焊缝金属表现出循环软化特征;其低周疲劳寿命与应变幅值满足Coffin-Manson关系;采用塑性应变能密度的方法可以很好地预测P92钢焊缝金属低周疲劳寿命. 二次裂纹密度的增加是其在高应变幅下寿命下降的主要原因.     

Low Cycle Fatigue Behavior of HT250 Gray Cast Iron for Engine Cylinder Blocks

The strain-controlled low cycle fatigue properties were evaluated on specimens of HT250 gray cast iron (GCI) at room temperature. The material exhibited cyclic stabilization at a low strain amplitude of 0.1% and cyclic softening characteristic at higher strain amplitudes (0.15-0.30%). At a representative total strain amplitude (0.30%), the hysteresis loops of HT250 GCI were asymmetric with a large amount of plastic deformation in the compressive phases. Furthermore, the hysteresis loop became larger in both width and height with increasing total strain amplitude (from 0.10 to 0.30%), and tended to exhibit a clockwise rotation. The fatigue crack propagation mechanisms were different at various total strain amplitudes, where high stress concentration due to dislocation pile-up favored fatigue crack initiation in the examined HT250. Finally, the roughness-induced crack closure was a key to determine the crack growth rate as well as fatigue life.