应力腐蚀断裂的判断及其防护

详细论述了金属材料应力腐蚀断裂的发生条件、断裂的特征、测试的方法、断裂的原因和解决的方法。为金属材料应力腐蚀断裂的判断和分析并解决应力腐蚀断裂的问题提供了重要依据。     

应力与腐蚀因素对连接件腐蚀疲劳寿命交互作用的研究

在应力控制下分别研究了不同应力,预腐蚀时间对3．5％NaCl溶液中有涂层的LY12CZ铝合金铆接连接件的腐蚀疲劳性能影响的规律。试样结构是根据飞机蒙皮的真实结构设计制成的单剪切连接件,按实际工艺过程进行表面处理。试验结果表明,提高应力和延长预腐蚀时间均会缩短连接件的腐蚀疲劳寿命。应力与环境腐蚀因素对连接件的腐蚀疲劳寿命的影响作用不是简单的叠加关系,而是相互影响的,结果还表明,在无预腐蚀的条件下有涂层连接件在pH值为6的NaCl溶液中的腐蚀疲劳寿命比空气中的寿命要高,并且在高低应力范围内均有此现象,在30MPa下预腐蚀对连接件的疲劳寿命的影响作用比50MPa下预腐蚀对连接件疲劳寿命的作用要明显。     

管线钢应力腐蚀破裂的机理与寿命预测

阐述了管线钢在高pH和近中性pH环境中的应力腐蚀破裂（SCC）机理，高pH SCC为阳极溶解，而近中性pH环境较复杂，主要观点是阳极溶解和（或）氢致开裂。分析了SCC裂纹萌生和扩展过程。介绍了相关的SCC寿命预测方法，重点讨论了Weibull分布和Monte Carlo模拟。     

航天气瓶用超高强度钢应力腐蚀应力强度门槛值的试验研究

应力腐蚀门槛值是评价超高强度钢制航天气瓶安全性的重要性能参数。如何合理地获得航天气瓶用超高强度钢应力腐蚀门槛值的正确值,以及气瓶验证和使用过程中过载对该参数的影响是本文研究的重点。文中针对超高强度钢提出在正火热处理后即开始预制疲劳裂纹,然后再进行淬火和回火,以达到材料最终性能的方法,测定超高强度钢37SiMnCrNiMoV钢的(条件)KISCC值,避免采用传统方法测定KISCC时由于裂纹尖端产生塑性变形和残余应力而造成测试结果的不准确性。在此基础上研究一次和多次过载以及不同过载水平对超高强度钢应力腐蚀性能的影响,发现在一定的过载应力条件下适当的过载次数可以显著提高材料的KISCC值,这种作用与裂纹尖端的残余应力和材料硬化发生的性变有关,该结果也为下一步制定更加合理的气瓶断裂安全评价方法奠定了基础。     

奥氏体不锈钢发酵罐应力腐蚀裂纹探讨

南平市某生物化学企业30多台18-8型奥氏体不锈钢制发酵设备．使用2.5～4年后，发现内外表面存在大量裂纹。本文对裂纹产生的原因和对策进行探讨。     

GC—4超高强度钢应力腐蚀裂纹扩展特性

采用BL-WOL楔力加载平面应变断裂试样,研究了GC-4(40 CrMnSiMoVA) 超高强度钢在3.5％NaCl溶液和蒸馏水中的应力腐蚀裂纹扩展特性,测定了不同试验条件下的应力腐蚀开裂门槛值K_(ISCC)和裂纹扩展速度(da/dt)_(II)。结果表明,在环境介质中的应力强度因子门槛值K_(ISCC)仅及该钢断裂韧性K_(IC)的1/5～1/4。介质成份、电极电位、环境温度及热处理规范等都对裂纹扩展速度(da/dt)_(II) 有显著影响。分析表明,氢脆是导致GC-4.钢应力腐蚀开裂的重要原因之一。     

压弯组合应力下高强钢焊接板表面裂纹疲劳寿命计算

潜艇上浮下潜运动使得其耐压壳承受交变的外压载荷。潜艇耐压壳的疲劳热点为锥一柱过渡结构连接焊缝焊趾处，该处所受的应力特征为压弯组合应力。压弯组合应力下表面裂纹应力强度因子及其疲劳寿命的计算尚无报道。弄清楚压弯组合应力作用下带表面裂纹焊接板试件的疲劳特性对潜艇等结构的疲劳研究是必要的。文中提出用成一定角度的对接焊板试件和轴向加载获得压弯组合应力来模拟潜艇耐压壳锥一柱焊接结合区的应力特征的实验方法。用980高强钢作试件，研究焊趾处预制表面裂缝，并在压弯组合应力为特征的疲劳载荷作用下表面裂纹的疲劳行为。给出高强钢焊趾表面裂纹在压弯组合应力下应力强度因子及其疲劳寿命计算式。该结果可供海洋平台、压力容器及管道的某些受力特征为压弯组合应力的重要结构的疲劳设计时参考。     

旋压皮带轮的疲劳裂纹扩展寿命计算

基于线弹性断裂力学理论,利用Workbench有限元软件在旋压皮带轮拉应力最大处建立沿周向的初始裂纹的三维有限元模型,计算了该模型的裂纹前缘应力强度因子,得到旋压皮带轮以Ⅰ类为主的张开型裂纹类型结论;接着建立不同裂纹扩展模型,仿真计算得到各裂纹前缘的应力强度因子和应力强度因子幅;根据Paris经验公式和拟合后ΔK-a曲线计算,得到了旋压皮带轮裂纹扩展寿命。该计算裂纹扩展寿命的方法为旋压皮带轮的安全设计提供了一种新途径,具有积极的参考意义。     

一种计算疲劳裂纹萌生寿命的数值方法

基于连续损伤力学理论,根据概述疲劳发展的损伤演变过程,得出了疲劳裂纹萌生寿命的数值计算方法,该方法将疲劳裂纹萌生寿命分为损伤发生前的寿命和损伤演变时的寿命两部分计算,并能给出裂纹萌生长度的计算值。以ＬＹ１２铝合金作为分析对象,用该方法与断裂力学结合计算出的疲劳寿命与实验值相吻合。     

有机玻璃结构疲劳寿命预测的损伤力学方法

采用连续损伤力学模型对YB-3有机玻璃在常温下的疲劳寿命进行预测.计算结果与试验结果对照表明,该方法能够较好地预测有机玻璃结构的疲劳寿命.     

黏聚力模型破坏准则及其参数选取

对黏聚力模型的本构关系和损伤演化过程作详细的介绍。推导出当法向刚度与切向刚度不同时,在复杂应力条件下,运用BK(Benzeggagh-Kenane)准则、指数准则等破坏演化准则的材料损伤过程。提出通过MMB(mixed-modebending)实验数据得到破坏演变准则及其参数的方法,并得到可较好表达复杂应力状态下材料损伤规律的多项式准则。     

催化裂化装置腐蚀失效分析与实验室模拟实验研究

通过对催化裂化再生器在NOx-SOx-H2O环境下现场构件的无损检测、硬度测定、化学成分分析、介质分析、金相检验、断口分析及腐蚀产物分析等表明，催化裂化再生系统由于设备壁温长期处于烟气露点温度．在NOx-SOx-H2O烟气结露形成的酸性腐蚀介质和残余应力的共同作用下，发生硝酸盐应力腐蚀开裂。实验室进行的现场模拟实验所得的结果与催化裂化再生器现场失效构件的实验结果具有共同的特征，进一步论证了现场装置的开裂是由硝酸盐应力腐蚀开裂引起的。力图对再生器设备在NOx-SOx-H2O烟气体系中产生的应力腐蚀开裂进行预测，并为进一步研究有效的防护对策提供科学的依据。     

阳极溶解型应力腐蚀损伤中的能量问题研究

材料的损伤作为一种不可逆的热力学过程,它的发展和演化都伴随着能量的耗散.文中在热力学基础上,应用损伤力学对应力腐蚀损伤过程中的能量问题进行探索性研究.阳极溶解型应力腐蚀中的电化学过程本身是一个材料损伤的过程,从能量学角度可看作是体系能量发展变化过程中的耗散因素.通过在纯机械损伤热力学过程中加入电化学过程,建立应力腐蚀损伤导致能量耗散的动态平衡关系,提出应力腐蚀损伤耗散势的概念,给出应力腐蚀中所涉及的耗散强度量及其广延量的关系表达,依此建立起在损伤力学理论框架基础上的应力腐蚀定量分析研究.     

基于损伤力学的某飞机构件冲击疲劳寿命预估

某飞机起落系统中某重要构件在飞机往复起落中承受循环冲击载荷作用,需对该构件的冲击疲劳强度进行分析。损伤力学方法对冲击疲劳问题来说是一种新的分析方法。首先分析构件在静载荷作用下的细节应力,判明疲劳危险点,接着分析得到危险点在冲击载荷作用下的应力响应。然后构建冲击型损伤演化方程,并识别其中的材质参数,提出将应力响应视为载荷谱的应力应变场—损伤场解耦处理方式,发展了损伤力学—有限元法,使其可用于预估构件冲击疲劳裂纹萌生寿命。而后应用该方法对构件在冲击疲劳载荷与非冲击疲劳载荷作用下的疲劳裂纹萌生寿命进行预估,得到寿命预估结果,进而比较得到冲击疲劳载荷作用下和非冲击疲劳载荷作用下构件寿命的当量关系,为该构件的等效疲劳试验提供重要参考依据。     

球墨铸铁损伤力学特性研究

根据损伤力学的基本原理,利用测量电阻的方法,研究拉伸受力状态下铁素体球墨铸铁的损伤力学特性。研究结果表明,当应力大于一定程度时损伤发生,且随应力增加而逐渐增大。分别得出损伤变量随应力和应变而变化的演变规律。球墨铸铁存在着损伤阈值,其大小随球化率提高而呈直线增大,但损伤阈值皆小于屈服强度,这一点对机械结构的设计和选材具有重要参考意义。临界损伤变量与球化率的关系不大,在文中试验条件下约为0．06～0．068。     

形变时效改善超高强度钢应力腐蚀抗力的研究

本文对比了15CrMnMoV低碳马氏体型高强度钢的形变时效处理和三种中碳马氏体型超高强度钢40iMnCrNiMoV（300M）,45CrMnMoV（D6AC）和28Cr3SiMnCrNiMoWV（28Cr3）常规热处理的强韧化效果。同时其回火脆性和低温韧性也得到显著改善。SEM、TEM和织构反极图分析结果发现,15CrMnMoV钢形变时效除综合利用了固溶、马氏体相变、时效和加工硬化因素外,强烈板织构形成的大量潜在解理面具有异常突出的强韧化作用。这是使15CrMnMoV钢的强韧性,特别是水质应力腐蚀断裂门槛值远高于同等强度水平的300M、D6AC和28Cr3的主要原因。冷轧后的时效虽强化效果不大,但韧化作用很显著。     

低应力高周疲劳的寿命计算

在适用于中，长寿命的Ｓ－Ｎ公式的基础上，提出了对低应力，高周疲劳的一种新的疲劳寿命估算公式，并用实验室试验和实际使用进行了验证。在低应力，高周循环疲劳寿命的估算中，这一新的公式比常用的公式更准确些。     

损伤演化方程的工程简化模型初探

建议采用一个损伤演化方程的工程简化模型,该模型与前人实验结果基本相符。按该模型,数学上的转折点与物理上的失稳点有对应关系。该模型还有四个方面的意义：①与Lemaitre小损伤理论相符;②可方便地解释损伤局部化现象;③可方便地导出疲劳裂纹萌生寿命的线性累积损伤准则;④可初步解决临界损伤值D。等于1还是小于1的争论。该模型可望作为一种精度要求不高的工程简化模型来应用。     

钛合金材料IMI834高温蠕变和蠕变断裂的连续损伤力学分析

对工作在650℃下的航空发动机用高温钛合金材料IMI834的高温蠕变和蠕变断裂行为进行连续损伤力学分析研究,预测结构件的蠕变断裂寿命,得到的结果和试验数据相吻合。用有限元软件ANSYS分析半圆形缺口圆棒试样的应力应变状态,得到应力三轴因子,进而考虑多轴应力状态对材料蠕变断裂寿命的影响,表明多轴应力显著地降低结构的蠕变断裂寿命。分析结果显示,文中所用的蠕变损伤模型能够合理地描述材料蠕变损伤的累积发展过程,并正确地预测结构件的蠕变断裂寿命。