炮钢的疲劳短裂纹性态

本文对高强度炮钢进行了有关物理短裂纹性态的试验研究,发现短疲劳裂纹的扩展特性具有异常性。在同一驱动力(△K)下,扩展速率比长裂纹来得快,门槛值低。分析指出:长、短疲劳裂纹门槛值具有△K_(th)~S=△K_(th)~L(a/a_0)~γ的关系;长、短裂纹分界尺寸a_0和有效裂纹l_0之间具有l_0=a_0~(2γ·a~(1-2γ-a))的关系。这些结果对于深入研究短裂纹问题无疑是有参考价值的。     

裂纹在低碳马氏体组织中的疲劳扩展及门槛值研究

本文主要采用显微组织研究方法,对疲劳裂纹在典型的低碳马氏体组织中扩展及门槛值进行了研究。结果表明:疲劳裂纹在低碳马氏体组织中的扩展是以穿晶扩展为主;低碳板条状马氏体组织具有高的疲劳门槛值△K_(th);低碳板条状马氏体组织具有明显的疲劳硬化和裂纹钝化现象。     

疲劳载荷下的裂纹扩展模型

基于裂纹尖端弹-塑性应力和应变的分析,提出一个疲劳裂纹扩展模型。模型表明,疲劳裂纹生长速率可以通过裂纹尖端区域的应力、应变来计算。应力、应变的计算是基于HRR理论解。文中假定第Ⅰ应变区宽度为X~*,它并不是一个材料常数,而是随外加应力的大小而变化,最小值与△J_(th)相对应,而最大值和△J_c相对应。模型不仅考虑了高应变区的累积损伤,而且也考虑了整个塑性区内的累积损伤,从而得到下列计算公式利用模型计算求得的疲劳裂纹扩展速率和实验值进行了比较,两者吻合颇好。     

AZ80+0.4％Ce挤压态镁合金热成形行为研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为300~420℃、应变速率为0.000 5~0.500 0 s~(-1)条件下对AZ80+0.4%Ce变形镁合金进行热模拟实验,研究该合金的高温流变行为。用ZIESS PL-A662数码光学显微镜分析温度与应变速率对合金显微组织演化规律的影响。结果表明:应变速率一定时,流变应力随温度的升高逐渐降低;变形温度一定时,合金的流变应力随应变速率的增大而升高。合金的显微组织演化过程为变形温度较低时,存在大量未结晶的粗大晶粒,动态再结晶进行不完全,温度升高后,动态再结晶进行较完全;动态再结晶晶粒尺寸随应变速率的增加而减小。最后,以经典的Arrhenius本构关系模型为基础,采用线性回归方法建立AZ80+0.4%Ce变形镁合金的流变应力本构模型,对比峰值应力的实验值与计算值,平均相对误差仅为6.00%。     

用有限单元法计算厚壁圆管疲劳寿命

用二维有限元计算应力强度因子的近似值,通过修正系数F的修正得到较精确的应力强度因子KI。利用Paris方程作为厚壁园管内表面裂纹扩展速率模型并给出方程系数,从而计算了厚壁圆管内表面裂纹扩展深度与压力循环次数的关系,计算结果与实验结果相吻合。在此基础上,计算实验模拟管的疲劳寿命,给出了压力-疲劳寿命关系曲线;最后,给出了具有内表面裂纹的高压厚壁圆管的疲劳寿命的保守计算。     

疲劳裂纹形核寿命的细观概率模型

裂纹形核是结构疲劳损伤演化的初级阶段。基于Tanaka-Mura微裂纹形核机制,提出恒幅交变载荷下结构表面疲劳裂纹形核寿命的细观概率模型。设细观尺度的晶粒尺寸、晶粒取向欧拉角为随机变量,借助Schmidt因子建立细观主应力与分解切应力之间的关系。考虑到晶粒取向随机性和紧邻晶粒影响因素,导出分解切应力变程的概率分布。进一步运用矩法和次序统计量模型获得任一晶粒中疲劳裂纹形核寿命和结构热区晶粒群多裂纹分散形核寿命的概率分布。数值算例验证了所提模型与方法的可行性和合理性。新模型在裂纹形核寿命研究中引入了细观物理参数和几何参数的概率统计信息,可为多晶体金属结构件的疲劳可靠性评估和抗疲劳概率设计开辟精细化分析的新途径。     

CrWMn钢在超塑变形时的组织变化

利用电子显微镜和自动图象分析仪对CrWMn钢在超塑变形过程中的组织进行了研究。测量了基体晶粒的尺寸变化,测定了碳化物颗粒的类型、分布及体积分数和尺寸变化,观察分析了位错的形态及分布。结果表明CrWMn钢在超塑变形过程中发生应力促进的晶粒长大和碳化物的粗化,晶粒长大受碳化物粗化速率控制,晶粒形貌保持等轴。在晶界及其周围区域位错密度较高,晶粒心部仅有少量位错。超塑变形主要是晶界周围位错运动协调的晶界滑移过程。     

40CrNi2Si2MoVA钢显微组织对冲击疲劳裂纹扩展速率的影响

本文研究了40CrNi2Si2MoVA超高强度钢在油淬和270℃等温淬火两种热处理状态下,显微组织对冲击疲劳裂纹扩展速率(稳态扩展区)的影响。结果表明,在应力强度因子△K较小时,等温淬火组织中da/dN较低,而在△K较大时,油淬组织中da/dN较低;这与在裂纹扩展不同阶段残余奥氏体(A_R)对da/dN的作用不同有关。     

缺陷零件的剩余寿命计算

首先对影响零件裂纹扩展的原因进行了简要分析,指出了控制疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量是应力强度因子幅值△k₁。进而对裂纹体的剩余寿命N_C进行了粗略叙述以及对其估算方法做了相应的推导,并用实例说明了其估算过程与分析方法,同时对其计算过程进行了讨论。     

锤锻及时效对Mg-8.3Gd-2.6Y-0.4Zr合金组织和力学性能的影响

用OM、EBSD、TEM、拉伸测试等手段，研究15%变形量的单向锤锻及265℃时效对Mg-8.3Gd-2.6Y-0.4Zr（质量分数）合金显微组织和力学性能的影响，结果表明：经510℃锻造，合金中变形与再结晶晶粒数量各占一半且尺寸接近。经440℃锻造，合金以变形大晶粒为主，晶内位错相互缠结。经390℃锻造，合金只存在变形大晶粒，其内部产生孪晶和呈近似平行分布的位错。锤锻态样品力学性能接近。经265℃/6 h时效，再结晶晶粒及富含缠结位错的晶粒内部形成均匀对称分布的β’相，合金强度提升约45～49 MPa，但伸长率降低。含平行分布位错的晶粒内部形成相同取向的β’相和无沉淀析出带（PFZs），相同取向的β’相可提升合金强度约30～36 MPa,PFZs促进应力释放，提升了合金伸长率。     

软取向AZ80+0.4％Ce镁合金热拉伸变形行为研究

借助万能材料试验机、光学显微镜和扫描电镜,研究软取向AZ80+0.4%Ce镁合金挤压板材在变形温度为300~420℃、应变速率为0.000 5~0.5 s-1条件下的热拉伸变形行为。结果表明:随温度的升高流变应力逐渐下降,晶体内孪晶逐渐消失,动态再结晶增强;随应变速率的增加流变应力增大,晶粒尺寸减小。由断口分析可知:随着温度的升高、应变速率的降低,韧窝数量逐渐变少且深度变得越来越深,合金表现出较好的塑性变形行为。根据Arrhenius本构关系模型,建立AZ80+0.4%Ce镁合金的流变应力本构模型,峰值应力的试验值与计算值的相对误差仅为5.793%。     

激光熔铸修理航空铝合金LY12CZ组织与疲劳性能

为修复腐蚀损伤的飞机铝合金构件,使用铝基稀土合金粉末,对预置模拟腐蚀损伤的铝合金(LY12CZ)试样进行激光熔铸修复,分析试样修复后熔铸层的显微组织结构,并对熔铸修理试样和无损试样进行疲劳对比试验。结果表明:熔铸层内为尺寸较小的等轴晶粒,尺寸为3~4μm;靠近熔铸界面处为具有定向凝固特征的柱状枝晶,晶轴垂直于界面,轴向尺寸可达30~40μm;激光熔铸修复的试样疲劳性能较完好试样大幅下降,主要原因为熔铸层内的熔铸加工缺陷形成了裂纹源,熔铸层底部的柱状枝晶具有较强的应力开裂倾向,熔铸残余拉应力加速裂纹的萌生与扩展。     

低周疲劳寿命的测试及影响因素

<正> 一、前言寿命高于10~6疲劳称为高周疲劳。传统的疲劳拉杆用来测定对应于10~6～10~7破坏周次的极限强度(σ_(-1)),它适用于反映承受高循环周次、低载荷和低裂纹扩展速率的零构件的应力疲劳特征。但是对大部分武器零件来说,承受的却是大应力、低循环周次。所谓大应力,系指弹爆瞬间零件的某些应力集中部位接近或者超过材料的屈服强度,使之成为应变疲劳,所以裂纹扩展速率较快(10~(-3)～10~(-2)毫米/次),寿命亦低(约10~4次)。所谓低循环周     

不加填充焊丝自动氩弧焊接熔深的调节方法

此法是在过程中测量规范参数:焊接电流I、电弧电压U、焊接速度υ。通过改变其它可控制参数来补偿因外部干扰作用造成的这些参数中某一参数的改变。这时溶深H 由关系式确定H=K_1I~p_1U~q_1υ~r_1为了提高焊接质量,补充测量焊缝宽度(熔宽) B_1,同时,按照可控制参数由关系式B=K_2I~p_2U~q_2υ~r_2计算其宽度和按照焊缝宽度(熔宽)计算误差△B=B_H-B,确定不可控制干扰量,这时系数K_1和K_2按关系式K_1=((B_H)/B)~hK~2和K~2=[B_H/B]K′_2确定。式中K′_1和K′_2——出现不可控制干扰之前的系数值,外部干扰根据方程△I=I/p_1(h(△B)/B+q_1(△υ)/υ+r_1(△υ)/υ),补偿式中△I——电流与给定值的偏差;△U、△υ——电弧电压和焊接速度与给定值的偏差;△B=B_H-B——焊缝宽度(熔宽)测量值与计算值的偏差;h_1,p_1,q_1,r_1,p_2,q_2,r——固定系数。     

5CrMnMo钢超塑性变形后的电镜分析

利用SEM和TEM对5CrMnMo钢超塑性变形后的试样进行了观察与分析,结果表明:5CrMnMo钢在超塑性变形过程中,晶界附近位错运动很活跃。位错与第二相粒子相互作用形成位错缠结。在较高应变速率下拉伸,晶界附近有位错亚结构形成;在较低应变速率下拉伸,晶界上有明显的条纹区产生。采用10~(-4)～10~(-3).S~(-1)范围内的应变速率,在最佳超塑温度下拉伸,发现晶粒尺寸明显减小。同时也观察、分析了空洞的形成、连接之规律,空洞的形成、长大、连接导致材料的最终断裂。     

LY12CZ状态合金的尺寸稳定化研究

本文采用应力分析、精密尺寸、微屈服强度和应力松弛强度的测定,以及通过内耗分析和电子显微组织分析等方法,比较系统地研究了不同的高低温循环处理工艺对LY12CZ状态合金的尺寸稳定性的影响。对高低温循环处理工艺提高LY12CZ状态合金的尺寸稳定性的机理进行了分析。试验结果表明:190℃(4h),-196℃(2h)3次循环处理为最佳工艺,它在保证常规机械性能的条件下,显著降低了残余应力,使合金的位错结构处于稳定状态,增加了合金的微屈服强度及应力松弛强度,因而提高了LY12CZ状态合金的尺寸稳定性。     

门槛区疲劳裂纹扩展行为

本文在作者过去工作的基础上,认为对极限尖锐度的物理裂纹来说,可近似认为n’≈1,V≈0,从而得到门槛值△K_0=Eε_f (2πρ)~(1/2)的表达式。对三种钢的门槛值进行的测量表明,实测结果与上述计算值吻合较好。     

Al-0.2Sc-0.04Zr超耐热变形铝合金高温流变行为

在应变速率为0.001~5 s~(-1)、变形温度为440~600℃条件下,在Geeble-1500D热模拟试验机上对Al-0.2Sc-0.04Zr(质量分数/%)变形铝合金开展单向热压缩试验,研究其高温流变行为。结果表明:流变应力随变形温度的减小和应变速率的增加而增大,应力曲线经历线性-硬化阶段、抛物线-动态回复阶段、完全动态再结晶-稳态变形阶段;压缩变形后试样中间部位的组织呈条带状,晶粒沿垂直于压缩方向被压扁和拉长,再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高和应变速率的减小而增大;建立的Z参数-Arrhenius型本构方程对Al-0.2Sc-0.04Zr合金峰值应力的预测平均相对误差率仅为7.428%;该合金较高的热变形激活能(642.575 kJ/mol)和应变指数(13.810 5)与第二相粒子Al3(Sc,Zr)有关。     

高温处理后T2铜在高应变率下的动态力学性能

为分析高温处理后T2铜在高应变率下的动态力学性能,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对高温处理后的T2铜试样进行应变率为(2 000～4 000)s-1的动态压缩试验,得到各处理温度下的应力-应变曲线,分析其温度及应变率敏感性,研究晶粒尺寸对屈服应力及流变应力的影响。结果表明:随着处理温度的升高,T2铜的屈服应力、流变应力降低,表现出明显的高温软化效应;T2铜的峰值应力、应变与应变率间有较强的线性关系,具有一定的应变率敏感性;高温处理后,T2铜晶粒尺寸随处理温度的升高而增大,晶界数随晶粒的增大不断减少,导致屈服应力和流变应力降低,说明T2铜动态力学性能具有温度敏感性。     

纤维强化金属复合材料

<正> 金属的强度或高或低都是因为位错的存在所致。根据位错强化理论,金属可达到相当高的强度,只是因为延伸率、韧性将下降,因而限制了强韧化的程度,实用材料的强度仅为理论断裂应力的10～30%。表2列出了不含位错的“晶须”(whiskers)所具有的理论强度(强度高达10~3kgf/mm~2),但这种直径为1μm左右、长度最多为毫米级的纤