含不同循环变形历史P92钢的高温拉伸性能

在650℃下对P92钢进行不同周次循环加载试验,再在650℃下进行拉伸试验,研究了循环变形对其显微组织和高温拉伸性能的影响。结果表明:未循环变形P92钢的显微组织由细小板条马氏体组成,马氏体内存在亚晶粒和位错,晶界析出M23C6碳化物,循环变形后钢中板条马氏体发生明显回复,亚晶粒长大、位错向胞状结构转变;与未循环变形相比,循环变形后P92钢的高温拉伸性能明显降低,且抗拉强度和屈服强度随循环周次的增加而降低;循环变形对P92钢的拉伸断裂机制没有产生明显影响,拉伸断口均存在明显韧窝,拉伸断裂机制均为韧性断裂。     

含氮奥氏体钢的穿晶脆断

通过断口分析研究了含氮高锰奥氏体钢在超低温下的冲击断裂特性,探讨了其断裂机理。分析表明：穿晶脆断刻面是含氮高锰奥氏体钢的一种特有的断口形貌。由于合金元素和试验温度的影响,使钢的正断抗力S (OT)小于切断抗力τ k,因此产生了穿晶断裂。断裂面是{111}γ或孪晶界;当τ k和S (OT)相近时,形成了各种复杂形貌的断口。氮量过高会导致钢产生穿晶脆断。     

β型Ti40阻燃钛合金铸态组织高温变形的微观组织

Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)阻燃钛合金是β型钛合金。铸态组织中存在不同位向的孪晶,大孪晶中有许多平行的二次孪晶,沿孪晶界诱发微裂纹;高于850°C变形因动态回复形成了位错亚晶,变形温度越高亚晶越明显;850～1000°C变形孪晶与晶界交互作用及孪晶间的交互作用产生了微裂纹;孪晶的精细结构为位错;1100°C变形合金中不存在孪晶,在一些区域存在层错     

挤压轧制薄板过程中AZ31镁合金的组织演变

对挤压轧制薄板过程中AZ31镁合金的显微组织和晶粒取向差的变化进行了试验研究。结果表明:AZ31镁合金铸锭经挤压后,中部和边部晶粒尺寸相差很大,小角度晶界较少,中部和边部的晶粒取向差分布出现较大区别,但没有孪晶出现;经轧制后,出现了孪晶,且随着变形量的增大,孪晶数量增加,小角度晶界增多,中部和边部晶粒尺寸差距逐渐减小;退火后,孪晶等变形组织消失,形成均匀细小的等轴晶,小角度晶界减少,中部和边部晶粒取向差都在30°附近。     

15-15Ti奥氏体不锈钢的蠕变性能

在600,650,700℃下对国产15-15Ti不锈钢进行不同应力水平的蠕变试验,观察了蠕变断口形貌,研究了该钢的蠕变变形机理与断裂机理。结果表明:在不同温度和应力下,15-15Ti不锈钢的蠕变曲线可以分为减速蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,稳态蠕变阶段的时间占整个蠕变的90%以上;随着应力的降低,稳态蠕变阶段越来越明显,蠕变寿命延长,蠕变伸长率减小;15-15Ti不锈钢在600,650,700℃下的应力指数分别为14.3,8.2,4.9,蠕变变形机理为位错蠕变;15-15Ti不锈钢的短时蠕变断裂性质为穿晶断裂,长时蠕变断裂性质为沿晶断裂,穿晶断裂呈现韧性断裂特征,沿晶断裂呈现明显的晶界空洞损伤机制。     

纳米多晶铜单点金刚石切削亚表层损伤机理

基于Poisson-Voronoi和Monte Carlo方法构建了多晶铜分子动力学模型,研究了纳米切削中多晶铜材料去除、切削力变化及晶界与位错间的相互转化机制。研究结果表明：晶界的阻碍作用使得切屑流向发生了改变,并在已加工表面形成凹槽和毛刺;切削过程中晶界前方材料变形能的逐渐积聚及晶界的最终断裂,造成了切削力发生由最大峰值到最小谷值的大幅波动;晶界附近的材料去除经历了材料变形积聚、位错穿越晶界、晶界转变为位错及晶界最终断裂等过程。通过详细分析多晶铜纳米切削中位错与晶界间的演化过程,揭示了晶界与位错间的相互转化机制,丰富了多晶铜亚表层损伤机理的内涵。     

高锰奥氏体超低温钢低温脆断机制的研究

研究了高锰奥氏体钢的低温断裂机制。高锰奥氏体钢随温度降低其断裂机制由韧窝状断裂转变到晶界断裂。在固溶处理时快速冷却过程中锰在奥氏体晶界产生不平衡偏聚。由于锰的偏聚层的强度、应变三硬化指数和应变硬化率均高于晶内基体材料,因此在加载形变过程中位错在偏聚层处塞积而产生很大的内应力,在偏聚层处的应力远大于晶内,因此在晶界偏聚层处产生晶界断裂。     

低碳钢的空泡腐蚀特征

采用光学显微镜、扫描电镜等方法对抗空泡腐蚀能力较差的普通低碳钢的空泡腐蚀主要特征进行了分析.结果表明:该钢空泡腐蚀孔外观形貌近似为马蹄形,在微观上有加工硬化现象,存在变形孪晶和变形流线等变形层,且表面上有断裂特征.     

B10铜镍合金的室温压缩变形加工硬化行为

在应变速率为0.01 s^-1下对B10铜镍合金进行室温压缩变形试验,最大变形量为50%,研究了其显微组织演变和加工硬化行为,利用修正的Ludwik模型描述了试验合金真应力-真应变曲线。结果表明：试验合金在压缩过程中发生加工硬化,其加工硬化率随真应变增加持续降低,但下降速率变缓;随着变形量增加,试验合金的晶粒拉长,晶粒内部出现变形带和高密度位错,孪晶数量增加,塑性变形机制由位错强化机制逐渐转化为位错强化和变形孪晶的综合强化机制;修正的Ludwik模型σ=Kε^{m+nln ε}可以准确描述试验合金的真应力-真应变曲线,相关系数为0.98。     

12Cr1MoV钢动态断裂韧度的估算研究

根据示波冲击试验结果，结合经验公式，估算12Cr1MoV钢的动态断裂韧度。结果表明，12Cr1MoV钢的动态断裂韧度随恒温保持时间的变化规律与磷的非平衡晶界偏聚动力学曲线吻合得很好。通过冲击动力学试验建立动态断裂韧度与脆性溶质原子非平衡晶界偏聚动力学的对应关系，用恒温过程中的晶界偏聚浓度的变化来表征金属材料服役过程的可靠性。     

GCr15钢超长寿命疲劳破坏的机理

通过对试样断口的观察、断裂力学分析以及FRASTA仿真的方法,研究了GCr15钢在旋转弯曲加载下超长寿命疲劳破坏的机理,阐述了其内部裂纹萌生和扩展的力学条件,建立了颗粒状白色区域(GBF)的形成机理模型.结果表明:GCr15钢的内部破坏是由材料内部的非金属夹杂物引起的,并且在夹杂物的周围伴有GBF的形成,整个内部裂纹具有典型的"鱼眼"形貌特征;内部起裂是超长寿命疲劳破坏的典型特征.GBF的应力强度因子幅值△KG瓯(4～6 MPa·m1/2)是控制内部裂纹扩展的临界参数,并且其形成过程占据了超长寿命疲劳过程的绝大部分.     

Fretting fatigue of zinc coated low carbon steel EN H320 M

The object of the present study was to investigate the influence of zinc coatings on steel sheets during fretting fatigue and fatigue tests. The influence of the fatigue stress range, normal pressure and amplitude of slip, on the fracture life was studied for both coated and uncoated EN H320 M steel. The wear produced by fretting was measured and compared with the fracture life evolution for different values of slip amplitude. The wear scars and the fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy to identify the degradation mechanism. Although zinc films do not influence the fatigue life of the tested steel, when fretting is superposed on to a fatigue stress the coating markedly improves the fracture life.     

内部爆炸加载条件下圆柱钢壳的动态断裂

在内部爆炸冲击波载荷作用下,爆炸容器的动态断裂是进行爆炸容器安全评估和失效分析的基础。为了研究爆炸容器的动态断裂特征,进行圆柱钢壳在中心装药的爆炸加载实验,采用非线性动力有限元分析程序LS-DYNA分析圆柱钢壳的弹塑性动力响应,研究圆柱钢壳的宏观变形和断口的宏观、细观形貌,分析圆柱钢壳的断裂模式及断裂机理。结果表明,圆柱钢壳纵向断口具有微孔聚集型剪切韧窝断裂特征,呈现出微孔聚集型剪切韧性断裂模式。内部爆炸冲击波加载下圆柱钢壳因径向膨胀发生动态塑性变形,产生剪切带,由于剪切带的软化效应而成为优先断裂通道,剪切带和环向拉应力的共同作用是形成微孔聚集型剪切韧窝断裂这种混合韧性断裂模式的原因。     

油润滑下MoSi2材料的摩擦磨损性能

运用M-200型摩擦磨损试验机测定了油润滑条件下MoSi2与45调质钢、45淬火钢和CrWMn钢配对时的摩擦磨损性能，采用扫描电镜和微探针分析了摩擦副表面的形貌，探讨了磨损机理：结果表明：采用20号机械油润滑可有效地降低MoSi2材料的磨损率及摩擦因数；与低硬度的45调质钢和45淬火钢对摩时，MoSi2材料的主要磨损机制为晶间断裂、疲劳断裂、轻微粘着磨损和磨粒磨损；MoSi2材料与高硬度的CrWMn钢对摩时，主要磨损机制表现为粘着磨损、微犁削式磨粒磨损，并在偶件表面材料凸点的前端形成楔块。     

Fracture analysis of a welded front axle tube structure from a mini-truck

Journal of Mechanical Science and Technology - The failure (fracture) mechanism of a welded front axle tube structure made of C45E4 steel from a mini truck was analyzed. The fracture occurred on...     

Repeated impact-abrasion of ore-crushing hammers

The wear processes which occur on swing hammers used to comminute an abrasive ore were investigated. The performance of martensitic cast steel and white cast iron hammers was studied to assist in the development of valid simulative wear tests by documentation of the mechanisms by which wear takes place in a repeated impact-abrasion application. The principal mechanism of material loss of the martensitic steel was microspalling, produced by subsurface fracture through a hard brittle white-etching layer developed at the wear surface. Wear of the white cast iron was controlled by the preferential fracture and subsequent spalling of eutectic carbides at the surface, thereby causing the brunt of the ore impacts to be borne by the secondary-carbide-enriched matrix. An explanation of the eutectic carbide fracture process is made based on the interaction of stress waves with the constituents of the microstructure.     

油气输送管线钢的分层机理及其对断裂的影响

对不同厚度油气输送管线钢进行各种裂纹的断裂试验，对各裂纹的断口进行了分析，探讨了分层机理及其对不同形式裂纹体承载能力的影响。结果表明，分层在各裂纹形式中均存在，此钢在室温为韧性断裂。对于非穿透裂纹，裂纹先起裂，穿透后情形就与穿透裂纹相似，由于扩展初期无分层，裂纹端部保持高的三维应力约束，所以其起裂应力强度比穿透裂纹要低。因此不能直接用穿透裂纹试验得到的断裂韧度值来评定管道中的非穿透裂纹起裂。     

Fracture as a wear mechanism of ceramics based on a partially stabilized zirconia during dry friction against steel

The results of wear of four ceramic materials made of a partially stabilized zirconia (Y-TZP, YPCZ, Ce-TZP and Mg-PSZ) during friction against steel without lubrication are presented. It is shown that wear of ceramics from Y-TZP, Y-PSZ, and Ce-TZP occurs in two stages: first it’s a tear fracture and then it’s a shear fracture. The ceramics based on Mg-PSZ wears out by only the mechanism of shear fracture. Proceeding from the analysis, it was concluded that the wear mechanism of the ceramics under study depends on the grain boundary strength.     

不同应力状态下的高强钢板断裂机理及预测

板料成形过程的宏观断裂行为依赖于其微观断裂机理,因此成形过程模拟中的断裂准则的准确选择对于断裂预测具有重要意义。以高强钢TRIP780板料为研究对象,设计从剪切到拉伸应力状态的五种断裂试验,结合宏观拉伸试验和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)分析研究不同应力状态下TRIP780板料的断裂机理,得到不同应力状态下正应力和切应力与断裂机理的关联关系,引入正应力与切应力的影响构建MMC断裂准则,应用于板料压剪应力区间的断裂行为预测。结果表明,反映断裂机理的MMC准则能适用于板料压剪和拉剪变形应力状态下断裂失效的准确预测。