电解加钛改进活塞合金ZL108的疲劳裂纹扩展性能

采用对比试验方法,研究加钛和加钛方式对活塞合金ZL108疲劳裂纹扩展性能的影响。分别以电解低钛铝基合金和Al-5.3%Ti中间合金为基,熔配与ZL108合金成分基本相同的两种加钛的ZL108合金,分别记为ZL108D和ZL108R,测试三种合金的疲劳裂纹扩展速率da/dN和门槛值ΔKth。运用数据代表点拟合的新方法处理同组试样的疲劳裂纹扩展试验数据,结果表明:相对ZL108合金而言,ZL108D和ZL108R合金具有更高的抗疲劳裂纹扩展能力。两种加钛合金抗疲劳裂纹扩展性能有所提高的主要原因在于钛的细化作用,使α(Al)晶粒二次枝晶间距变小,硅颗粒分布更加均匀,圆形度提高且平均直径变小,微观上增加了疲劳裂纹扩展的阻力。而两种加钛方式的影响则差别不大。     

加载频率对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能的影响

本文研究了频率对直接时效GH4169合金疲劳裂纹扩展性能的影响.结果表明:在试验温度为550℃时,频率的改变对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能基本没有影响,其裂纹扩展的控制机理是机械疲劳;在试验温度为650℃时,在0.5Hz以上频率时,频率的改变对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能基本没有影响,其裂纹扩展的控制机理是机械疲劳;但当频率降低至0.1Hz时,其疲劳裂纹扩展速率明显加快,裂纹扩展的控制机理是高温氧化.     

8090Al—Li合金疲劳短裂纹门槛值的研究

本文研究了8090Al-Li合金穿透疲劳短裂纹的门槛值,测定了不同长度短裂纹的门槛值和裂纹闭合效应,探讨了该合金疲劳短裂纹门槛值、裂纹尾迹和裂尖屏蔽之间的关系,给出了该合金穿透疲劳短裂纹的上界值和理论最低门槛值。     

高强度钢压剪疲劳裂纹扩展的实验研究

滚珠轴承接触点附近的高压剪应力是引起轴承疲劳破坏的原因。为获得高强度钢在压剪疲劳加载下的断裂性态,通过轴向裂纹薄壁圆筒的压剪疲劳加载试验,研究了这类材料的疲劳破坏规律。结果表明,复合疲劳加载时门槛值对压应力分量并不敏感,但对扩散速率和临界扩展角却有明显影响。裂纹扩展速率随压应力增加而提高,裂纹较快达到失稳;裂纹扩散角则随压应力增加而减小,疲劳裂纹将向有利于Ⅰ型断裂的方向扩展。这表明轴承滚道内,任何平行于压应力的缺陷、微裂纹都将是十分危险的。     

不锈钢在循环扭转载荷下近门槛值的疲劳裂纹扩展行为

研究了带环状预裂纹不锈钢圆棒试样在循环扭转载荷下、门槛值附近的疲劳裂纹扩展行为,用应力强度因子表征了裂纹扩展开始的门槛值．随着裂纹的扩展,裂纹扩展速率由于裂纹面的滑移接触而减小．通过外插裂纹扩展速率与裂纹长度之间的关系,可近似得到裂纹长度为零时无裂纹面滑移接触影响的裂纹扩展速率．施加的应力强度因子范围可分解为推动裂纹扩展的有效值和由于裂纹面的滑移接触而屏蔽掉的两部分．预测了疲劳裂纹的萌生和断裂极限,预测值和实验值相当一致．     

Ti含量对电解低钛ZL108合金耐磨性的影响

用原位钛合金化的电解低钛铝合金熔配了内燃机活塞用ZL108合金,对不同Ti的质量分数的ZL108合金进行了拉伸和磨损试验,用扫描电镜进行了拉伸断口和磨面形貌观察.试验结果和回归方程表明,在w(Ti)=0.11%～0.16%时,材料的拉伸强度最高,磨损失重最小.     

应力比对25Cr2Ni2MoV钢疲劳裂纹扩展门槛值的影响

对25Cr2Ni2MoV钢进行疲劳裂纹扩展门槛值试验,试样尺寸为紧凑拉伸试样,试验的频率为20 Hz,波形为正弦波,试验环境介质为空气,试验的温度为23 ℃,试验过程采用连续的降K程序进行测试。试验结果表明,应力比R分别为0.05,0.1,0.3,0.5,0.7和0.8时,有效门槛值?Keff分别为5.30、5.10、3.68、3.34、2.72和2.43 MPa·[m],随着应力比的增加,有效门槛值逐渐降低,da/dN曲线向较小的?K方向移动;随着应力比的增加,裂纹闭合效应的影响是逐渐降低的,当应力比R≥0.7时,裂纹闭合效应消失,实际测量的门槛值即为有效门槛值,采用修正后的McEvily-Groeger公式,可以得到25Cr2Ni2MoV钢有效门槛值的经验方程。     

熔炼A356合金实现初始Ti含量的方法与效果

通过在大型工业铝电解槽上添加氧化钛,利用铝钛共析原理,在不改变原有铝电解槽生产工艺技术条件下,电解生产出低钛铝基合金液,直接用于A356合金的熔铸生产,所生产产品综合力学性能优于熔配法生产的A356合金;利用铝钛共析原理,在工业铝电解槽上生产电解低钛铝基合金液,将钛含量(质量分数)控制在1.5%以下,对工业铝电解槽的生产技术条件不会造成任何影响,经济效益显著提高,完全可以进行大型工业化推广应用。     

TB6钛合金疲劳及裂纹扩展性能研究

本文对TB6钛合金锻件弦向和径向两种取样方向分别进行了室温和200℃下旋转弯曲高周疲劳、轴向低周疲劳和疲劳裂纹扩展性能试验研究。试验结果表明,弦向（C）和径向（R）两种取样方向对该合金锻件的旋转弯曲高周疲劳、轴向低周疲劳性能和疲劳裂纹扩展性能没有影响;温度升高可加速该合金锻件的疲劳裂纹萌生,但在裂纹扩展阶段,该合金高温下的韧性优势与屈服强度降低的劣势平衡的结果使其在室温～200℃温度范围内的疲劳性能基本不受温度的影响;在10—20mm的厚度范围内,厚度对该合金的疲劳裂纹扩展性能没有影响;在3．5％NaCl盐雾环境中。腐蚀介质对TB6钛合金的疲劳裂纹扩展速率在初始阶段有迟滞作用,但在应力强度因子范围大于14MPa m后有加速作用。     

Ti55合金电子束焊缝氢致延迟裂纹的扩展机理

钛合金广泛应用于军事航空领域 ,但是一些钛合金在焊接条件下 ,焊缝会产生氢致延迟裂纹 ,其致裂机理尚不十分清楚。通过充氢CT(Compacttension)试件的恒载拉伸试验 ,研究了氢浓度对Ti5 5合金电子束焊缝裂纹尖端应力强度因子门槛值Kth及裂纹扩展速率da/dt的影响规律 ,分析了氢致延迟裂纹扩展的机理。结果表明 ,氢在Ti5 5合金焊缝中的固溶度约为 79× 10 -4%。当充氢浓度C0 低于 79× 10 -4%时 ,随着焊缝氢浓度C0 的增大 ,裂纹开始扩展的应力强度因子门槛值Kth迅速减小 ,而裂纹扩展速率da/dt随着C0 的增大而增大 ;C0 为 79× 10 -4%时 ,Kth为最小值并呈恒值特征。裂纹尖端应力场诱导氢原子扩散导致氢化物TiH2 析出是Ti5 5合金电子束焊缝氢致延迟裂纹扩展的主要机制     

ZL101铝合金低周疲劳行为研究

研究了ZL101-T6铝合金的拉压低周疲劳行为,并重点分析了疲劳裂纹在材料中萌生与扩展的过程。通过扫描电镜和金相显微镜的观察分析表明:共晶硅相的断裂是材料低周疲劳裂纹萌生的主要方式,硅颗粒断裂的数量随疲劳循环周次的增加而增加,应变幅值的增加加快了硅颗粒的断裂速率,使疲劳裂纹的萌生速率加快;疲劳裂纹在循环初期主要通过断裂硅颗粒的互相连接进行扩展,随疲劳裂纹的长大,裂纹可穿过铝基体连接形成主裂纹并导致材料破坏,穿晶断裂为最终断裂的主要特征。     

加钛方式及钛含量对A356合金的低周疲劳性能的影响

研究了不同加钛方式和钛含量对A356合金低周疲劳性能的影响，结果表明A356合金的循环硬化行为对合金的加钛方式和钛含量敏感。钛含量为0．14％的合金总是比钛含量为0．10％的合金具有更高的循环硬化率。在低应变时两种加钛方式的循环硬化行为类似，在高应变时电解加钛合金表现为类似“饱和”的准稳定形变状态，而熔配加钛合金表现为持续的循环硬化行为。疲劳寿命仅对含钛量敏感，钛含量为0．10％时合金的低周疲劳寿命要优于钛含量为0．14％的合金。但是加钛方式对疲劳寿命的影响很小，如果钛含量相近，则两种加钛方式合金的低周疲劳寿命差别不大。     

A356合金原位拉伸裂纹萌生与扩展行为分析

采用扫描电镜原位拉伸观察了电解低钛A356合金铸态下裂纹萌生与扩展特征。结果表明:铸态A356合金裂纹优先萌生于二次枝晶臂间薄弱的共晶体区、大块的共晶硅相处;裂纹的扩展主要是微裂纹易沿着共晶体与基体界面扩展,合金组织中的共晶硅相对裂纹的扩展有一定的阻碍作用,当裂纹与共晶硅颗粒相遇时,扩展方向发生偏离而转向裂纹尖端前沿处有共晶体区开裂、共晶硅相发生断裂、或与基体界面发生分离的更薄弱区。