高强度桥梁钢焊接接头疲劳裂纹扩展速率的研究

利用高频疲劳试验机对高强度桥梁钢的母材、热影响区和焊缝的疲劳裂纹扩展速率进行了测定,并结合疲劳扩展断口分析各部位疲劳裂纹扩展快慢的原因。结果表明,高强度桥梁钢焊接接头中焊缝裂纹扩展速率最低,抗疲劳裂纹扩展能力最高;母材疲劳裂纹扩展速率最高,抗疲劳裂纹扩展能力最差;热影响区介于二者之间。焊缝的疲劳断裂模式是以穿晶断裂为主,母材是以沿Z字形路径扩展的沿晶断裂为主,热影响区则介于两者之间。     

高强度桥梁钢焊接冷裂纹敏感性研究

通过冷裂纹敏感指数计算、热影响区最高硬度实验和斜Y型坡口实验分析了高强度桥梁钢Q460q的焊接冷裂纹敏感性。结果表明:Q460q冷裂纹敏感指数Pcm=0.17%,不产生冷裂纹的预热温度为60℃;常温和预热60℃条件下的热影响区最高硬度分别为282 HV和271 HV,均小于最大允许硬度410 HV;斜Y型坡口实验在室温条件下焊接时,焊缝表面裂纹率为0,平均断面裂纹率为7.8%,在60℃预热条件下焊接时,焊缝表面和断面裂纹率均为0。以上三种实验结果均表明高强度桥梁钢Q460q焊接冷裂纹敏感性较低。     

高强度桥梁钢焊接接头疲劳性能的研究

利用高频疲劳试验机对高强度桥梁钢焊接接头测定了应力比R>0条件下的应力.循环次数(S-N)曲线,并对疲劳断口进行观察.系统分析疲劳裂纹的形成、扩展以及瞬断过程.结果表明,高强度桥梁钢焊接接头在R>O条件下的疲劳极限为470 MPa,稍低于焊接接头的屈服强度,应力幅σ与循环次数,N的关系为lgN=36.9-13.743 81gσ;在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低加载应力幅下的疲劳裂纹起源于大尺寸的夹杂物;疲劳扩展区断口微观形貌为疲劳辉纹和微坑,在微坑中可以观察到第二相粒子,局部区域可以观察到二次裂纹;瞬断区断口形貌具有典型的韧窝特征.     

Cr-Mn-Si-Ni高强度钢疲劳裂纹的萌生行为

通过扫描电镜原位疲劳试验,研究Cr-Mn-Si-Ni高强度钢疲劳裂纹的萌生行为,观察并记录从滑移带自然萌生的小裂纹和其发展到宏观裂纹的过程。研究结果表明：在低周疲劳情况下,不是所有萌生的裂纹都会持续扩展,大部分微裂纹在疲劳早期即已萌生,但是裂纹发展很慢,导致失效的裂纹快速扩展在疲劳晚期发生,微裂纹长度与循环数之间也有一定的关系。     

高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应和过载迟滞效应

通过在18,35和55℃蒸馏水中疲劳裂纹扩展试验,证明了超高强度钢30CrMnSiNi2A腐蚀疲劳具有强烈的温度效应,得到了ΔK值和温度对裂纹扩展速率影响的复合表达式。由于扩展速率数据拟合得到的表观激活能值(36.7kJ/mol)十分接近于氢在γ-Fe中的扩散激活能值,支持了氢助裂纹扩展的观点。对大气中疲劳裂纹扩展具有重要价值的过载迟滞效应,在腐蚀疲劳时显著地减小,在0.1Hz的低频率下尤其明显。     

焊丝含碳量对高强度钢焊缝性能的影响

报导了焊丝中含碳量在0.09～0.18％范围内时对45CrNiMoV高强度钢焊缝力学性能的影响。随焊丝中含碳量的增加,接头强度上升,焊缝韧性下降。     

钢结硬质合金热疲劳裂纹萌生扩展机理探讨

对GJW50钢结硬质合金进行了20℃-680℃的热循环试验,研究了该合金热疲劳裂纹萌生及扩展机理,重点研究裂纹在其宽度方向上的扩展机理。结果表明：经过一定次数的冷热循环后,与缺口边缘垂直方向萌生多条平行裂纹,其中在缺口尖端处与热循环方向平行的一条微裂纹发展成为主裂纹。裂纹在萌生过程中伴随着严重的氧化腐蚀,二者相互影响,氧化腐蚀促进裂纹的萌生。在主裂纹长大的过程中,与主裂纹平行方向和垂直方向同时萌生多条相互平行的微裂纹;这些微裂纹随着循环次数的增多而长大,最终与主裂纹相连相通,形成主裂纹在宽度方向上的扩展。     

高应力比下HQ-60钢焊缝的疲劳裂纹扩展速率

通过对ＨＱ－６０新钢钟的试板和蔗样焊缝的残余应力实测得到，试样焊缝中的残余应力很小，在研究高应力下焊缝的疲劳裂纹扩展时可忽略其影响。根据焊缝的纹扩展试验结果，得到了在线弹性范围内扩展速率公式，在小范围屈服出提出了一个应力强度因子修正方法，扩大该公式的应用范围，为焊接结构寿命分析提供了方便。     

钢结构疲劳损伤声发射监测

采用声发射技术对已开裂的焊缝进行监测,实现了在复杂的环境噪声中识别出裂纹活动信号。通过分析疲劳裂纹损伤产生的原因以及材料在交变载荷作用下产生声发射的机理,得到表征焊缝裂纹活动过程的信号特征。试验表明,声发射技术对钢结构裂纹损伤的活度、强度具有较大的敏感性,可以实现对裂纹损伤状态发展变化的实时监测。     

高应力比下HQ－60钢焊缝的疲劳裂纹扩展速率

通过对ＨＱ－６０新钢种的试板和试样焊缝的残余应力实测得到，试样焊缝中的残余应力很小，在研究高应力比下焊缝的疲劳裂纹扩展时可忽略其影响。根据焊缝的裂纹扩展试验结果，得到了在线弹性范围内扩展速率公式。在小范围屈服区提出了一个应力强度因子修正方法，扩大该公式的应用范围，为焊接结构寿命分析提供了方便。     

铸钢车轮疲劳裂纹的产生与扩展分析

铸钢车轮运行一段时间后,在表面会产生大量的裂纹,这会影响车轮的使用寿命,因此,研究疲劳裂纹的产生与扩展具有重要意义。裂纹的产生与轮轨接触应力、加工工艺密切相关,首先用有限元理论定量分析了接触应力和塑性变形,然后借助安定图理论预测车轮疲劳产生的可能性。结果表明,在循环应力作用下,塑性变形会不断累积,材料表面产生棘轮效应,该过程会促进裂纹源的萌生。裂纹源形成后,开始进入扩展期,依据材料性能学理论,将裂纹扩展期分成两个阶段,并对每个阶段分别叙述,其中第二阶段是促进宏观裂纹形成的关键期,并影响车轮表面宏观裂纹的分布形态。     

极化电位下高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展的表征

研究了不同极化电位下高强钢在3.5%NaCl溶液中疲劳裂纹扩展速率的变化规律.在强阴极极化(-1100 mV～-1200 mV)和阳极极化(-200 mV～-400 mV)条件下,高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展寿命明显缩短,而极化电位为-800 mV～-1000 mV时,高强钢腐蚀疲劳寿命延长.在Paris经验公式的基础上,引...     

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。     

高强韧钢板焊接裂纹敏感性试验研究

某工程需对高强韧钢板S700MC进行大批量焊接,在正式投产前,对S700MC钢在焊接性理论分析的基础上做了必要的焊接裂纹敏感性试验.试验结果表明,S700MC钢具有良好的抗裂性能,10mm厚钢板不预热条件下不会产生冷裂纹,可实现不预热焊接.     

板级封装焊点中热疲劳裂纹的萌生及扩展过程

采用试验观测和数值模拟相结合的方法研究表面贴装板级封装焊点在热疲劳过程中的裂纹萌生及扩展规律。结果表明,在热疲劳过程中,焊点上存在着3个典型的热疲劳裂纹萌生位置,其中器件与钎料的交角附近区域最容易发生裂纹萌生。这与数值模拟分析得到的焊点在热疲劳过程中所产生的非弹性应变分布规律基本一致。无铅钎料焊点相对于锡铅钎料焊点具有相对较长的热疲劳寿命;焊盘尺寸较小时,热疲劳裂纹扩展速度相对较大。这与焊点中的等效非弹性应变数值具有较好的一致性。