TA15钛合金焊缝及热影响区疲劳裂纹扩展行为

在扫描电镜下对TA15钛合金氩弧焊焊缝(FZ)及热影响区(HAZ)疲劳裂纹扩展行为进行了动态原位观察研究.结果表明,焊缝疲劳裂纹扩展过程中裂纹尖端滑移明显,滑移线较长;热影响区裂纹扩展初期裂纹尖端滑移不明显,在裂纹扩展中后期才出现较为明显的滑移,且滑移线较短,存在较多的二次裂纹;焊缝疲劳裂纹扩展速率高于热影响区.焊缝与热影响区疲劳裂纹扩展行为的差异与其显微组织的不同有关.     

Q960E热影响粗晶区疲劳寿命与ΔKth值的关系分析

基于模拟焊接热循环试验及疲劳裂纹扩展试验,对动载结构用高强钢Q960E热影响粗晶区进行了多种应力幅值作用下的疲劳寿命研究.通过得到Paris方程建立了不同焊接热模拟工艺下疲劳裂纹扩展门槛值（ΔK_th）随不同交变载荷下疲劳寿命值的近似线性关系.利用场发射扫描电镜中背散射衍射功能（EBSD）对疲劳裂纹扩展试样中的裂纹尖端进行了晶体学取向分析及扩展机制讨论.结果表明,在应力幅值ΔP固化后,疲劳寿命N随ΔK_th的增大而增加,其延寿微观机理在于组织中的亚结构取向存在差异,所形成的大角度晶界（≥15°）可有效迫使裂纹转向,从而提高材料的疲劳寿命.     

焊接热影响区晶粒尺寸对腐蚀疲劳裂纹扩展机理的影响

利用焊接热模拟技术，研究了焊接热影响区粗晶区内不同晶粒尺寸对腐蚀疲劳裂纹扩展的影响，得出了在模拟海水条件下，Ａ５３７钢热影响区组织的ｄａ／ｄＮ－△Ｋ关系曲线，认为断口粗糙度对裂纹扩展速率有很大影响，同时发现在自腐蚀电位条件下，对应力腐蚀不敏感的材料，也会产生应力腐蚀疲劳。     

桥梁钢Q345焊接接头疲劳裂纹扩展速率研究

对桥梁用钢Q345焊接接头疲劳裂纹扩展性能进行了试验研究。测得对接接头的硬度分布,结果表明,焊接接头焊缝中心处的硬度值较低,在热影响区的重结晶区存在硬度最高点,而在部分重结晶区存在硬度最低点,硬度最低点为对接接头的薄弱区。通过疲劳裂纹扩展速率测试,得到其对接接头不同区域的疲劳裂纹扩展a-N曲线以及lg(da/dN)-lgΔK曲线。分析对比对接接头各区域的疲劳裂纹扩展速率lg(da/dN)-lgΔK曲线可知,在同一应力水平下,对接接头不同部位的疲劳裂纹扩展速率不同,热影响区的扩展速率较快,母材次之,焊缝金属最慢。并通过疲劳断口和焊接接头的显微组织,分析了其疲劳裂纹扩展速率不同的原因。     

Fatigue Crack Propagation Behavior of as-Extruded AZ31B Mg Alloy Welded Joint

对AZ31B 镁合金焊接接头和热影响区的疲劳裂纹扩展行为进行研究,分析了焊接接头[L-T(W)]和热影响区的紧凑拉伸试验[C(T)],其中热影响区的C(T)试验包括焊缝平行于挤压方向[T-L(H)] 和垂直于挤压方向 [L-T(H)]两种。结果表明:对于L-T(W) 试样,裂纹沿挤压方向扩展,裂纹扩展经历先快后慢的扩展过程;T-L(H) 试样裂纹平行于缺口方向扩展,L-T(H)试样裂纹为平行于缺口方向和与缺口成一定角度两种扩展方向,裂纹扩展经历先慢后快的扩展过程。裂纹尖端扩展为穿晶和沿晶的混合模式,疲劳断口为准解理特征的脆性断口。     

AZ31B镁合金焊接接头的疲劳裂纹扩展行为(英文)

对AZ31B 镁合金焊接接头和热影响区的疲劳裂纹扩展行为进行研究,分析了焊接接头[L-T(W)]和热影响区的紧凑拉伸试验[C(T)],其中热影响区的C(T)试验包括焊缝平行于挤压方向[T-L(H)] 和垂直于挤压方向 [L-T(H)]两种。结果表明:对于L-T(W) 试样,裂纹沿挤压方向扩展,裂纹扩展经历先快后慢的扩展过程;T-L(H) 试样裂纹平行于缺口方向扩展,L-T(H)试样裂纹为平行于缺口方向和与缺口成一定角度两种扩展方向,裂纹扩展经历先慢后快的扩展过程。裂纹尖端扩展为穿晶和沿晶的混合模式,疲劳断口为准解理特征的脆性断口。     

涂覆Ni-Cr-Al-Y涂层的镍基高温合金热机械疲劳行为

分别采取大气等离子(APS)和高速火焰(HVOF)工艺制备Ni-Cr-Al-_Y涂层.对涂覆Ni-C卜Al-Y涂层的高温合金试样的热机械疲劳(TMF)行为进行了研究.结果表明:在相同应变幅下,2种涂层试样都是反相位热机械疲劳(OP TMF)寿命比同相位热机械疲劳(IP TMF)寿命短;在不同应变幅下,试样的热机械疲劳寿命与涂层的喷涂工艺相关.通过断I=I和纵向剖面图的观察分析表明,裂纹的萌生对试样的寿命有很大的影响.     

喷射沉积Al-Si/SiCp制动盘材料的热疲劳微裂纹扩展行为

采用V形缺口试样,研究喷射沉积Al-Si/SiCp复合材料制动盘在25(450 ℃热循环下的热疲劳行为.通过金相显微镜和扫描电镜观察了复合材料的组织和热疲劳裂纹形貌,研究热疲劳裂纹形成与扩展机制.结果表明:热疲劳主裂纹主要从V形缺口处萌生;在同样的热循环次数下,热处理前的试样要比热处理后的试样先出现裂纹,且裂纹扩展的速率较快;裂纹绕过Si颗粒向前扩展以及裂纹穿过Si颗粒向前扩展是裂纹与Si颗粒相互作用的主要机制;SiC颗粒与热疲劳裂纹有明显的交互作用.因此,改善Si相的形态和分布以及加强Al/SiC颗粒间的界面结合有利于提高热疲劳裂纹扩展的抗力.     

低碳贝氏体钢焊接热影响区中不同亚区的组织特征与韧性

根据焊接热影响区中不同亚区的热循环特征对低碳贝氏体钢进行了焊接热模拟实验.采用示波器载荷冲击试验机检测焊接热模拟试样的冲击韧性,结合OM,SEM,TEM以及EBSD技术对模拟显微组织的观察,分析了不同亚区的显微组织特征与冲击韧性之间的关系.结果表明,当冷却时间t_(8/5)=30 s时,各亚区的裂纹形核功相差并不太大,其值在40—70J之间.细晶区(FGHAZ)具有良好的止裂能力,裂纹扩展功高达122 J;而部分相变区(ICHAZ)和粗晶区(CGHAZ)的裂纹扩展功较小,分别为51.8和17 J.随t_(8/5)的延长,各亚区的裂纹形核功和扩展功均下降,其中CGHAZ的裂纹形核功和FGHAZ的裂纹扩展功的下降最为显著.不同冷却速率下,M-A组元尺寸和形态的变化是影响裂纹形核功的重要因素.对于裂纹扩展功来说,高冷却速率下,具有高密度大角晶界的FGHAZ具有良好的抗裂纹迅速扩展的能力,但当冷却速率降低,由于原始奥氏体晶粒长大而使裂纹扩展功下降.ICHAZ有效晶粒尺寸不均匀,并随冷却速率的降低,晶粒尺寸明显增大,裂纹扩展功下降.而在CGHAZ中原始奥氏体晶粒显著粗化,大角晶界密度的下降导致裂纹扩展功降低;随冷却速率...     

QT400球墨铸铁的热疲劳行为

采用V形缺口试样,通过上限温度为500~900 ℃的热疲劳试验研究了QT400球墨铸铁的热疲劳行为,并对不同上限温度下材料热疲劳裂纹的萌生与扩展以及试样的显微组织与硬度等进行了分析。结果表明,热疲劳裂纹主要从试样的V形缺口底部萌生,上限温度越高,裂纹萌生越早,萌生后扩展速率也越快,其热疲劳寿命越低;随着上限温度的升高,试验后试样基体的硬度逐渐增加,上限温度由700℃上升到800℃时,试样硬度快速上升;热疲劳试验过程中的氧化腐蚀、球墨形态以及组织变化等为球墨铸铁QT400的热疲劳破坏的主要影响因素。     

16Mn钢埋弧焊接头疲劳裂纹扩展速率的研究

对16Mn钢双面埋弧焊CT试样的焊缝、热影响区、母材及垂直焊缝方向的疲劳裂纹扩展速率进行了研究。结果表明,焊接接头的不同部位疲劳裂纹扩展速率不同,平均应力、焊接残余应力、金相组织对疲劳裂纹的扩展速率都有一定的影响。     

Fatigue crack initiation for Al-Zn-Mg alloy welded joint

To investigate fatigue crack initiation characteristics of Al-Zn-Mg alloy welded joint, notched specimens were used in fatigue test for the base metal, welding bead and heat affected zone (HAZ). The fatigue fracture surface near the fatigue crack initiation site was observed by scanning electron microscope (SEM). The results show that the differences of fatigue crack initiation life among base metal, welding bead and HAZ are not obvious. Inhomogeneity in microstructure and mechanical performance of HAZ influences the fatigue crack initiation life. The ratio of fatigue crack initiation life (Ni) to fatigue failure life (Nf) for the base metal, welding bead and HAZ of A7N01 aluminium alloy welded joint are 26.32%, 40.21% and 60.67%, respectively. Fatigue crack initiation life can be predicted using a uniform model. Observation of fatigue fracture surfaces shows that for the welding bead a fatigue crack initiates from the smooth surface due to the welding process, the blowhole in HAZ causes fatigue crack and the crushed second phase particles play an important role in fatigue crack initiation for the base metal.     

基于原位SEM的激光-MIG复合焊接7075-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为

通过扫描电镜原位观察激光复合焊接头各区裂纹的扩展行为. 结果表明,焊缝各区组织的不同使得疲劳裂纹扩展行为发生明显改变,疲劳裂纹位于焊缝中心时,裂纹总体沿着垂直于载荷主轴的方向扩展;疲劳裂纹位于热影响区时,裂纹大致成"Z"字型路径进行扩展;疲劳裂纹在焊缝中心和热影响区扩展时都存在二次裂纹;疲劳裂纹在母材区扩展时,呈现出单一和典型的裂纹扩展模式. 此外,通过原位SEM观察获得不同循环周期下的裂纹扩展长度,进而推算得到7075-T6铝合金接头各区内疲劳裂纹扩展速率的Paris公式.     

Fatigue properties of ferrite/bainite dual-phase X80 pipeline steel welded joints

Fatigue properties are important parameters for the safety design and security evaluation of pipelines. In this work, fatigue life and fatigue crack propagation of full-thickness X80 pipeline steel joints compared with the base metal (BM) was investigated. Full-thickness BM specimens showed superior fatigue life compared with that of welded joints. The fatigue crack initiation of full-thickness X80 welded joint specimens occurred at the outside weld toe and then grew inward until a fracture was formed. During fatigue crack growth in the heat-affected zone (HAZ), crack growth rate linearly increased with increased ΔK in each HAZ subregion. However, the change rate of fatigue crack growth rate (da/dN) differed among HAZ subregions. This difference was related to the variation in crack path and fracture mode because of the possible microstructural sensitivity of fatigue crack propagation behaviour.     

45钢上堆焊Fe-C-Cr-Nb合金的压缩疲劳行为

针对水泥挤压辊的压缩疲劳工况,采用自行设计的双切口疲劳试样,试验了45钢母材上堆焊六种Fe-C-Cr-Nb合金的压缩疲劳行为. 对疲劳试样表面进行原位观察和激光共聚焦裂纹分析,切口的应力应变集中促进其下方热影响区(HAZ)局部滑移线聚集并形成塑性变形区,同时在切口底部边缘萌生疲劳裂纹,穿过堆焊合金扩展进入HAZ. 疲劳裂纹还在熔合线萌生并扩展,最后导致疲劳失效. 试验结果表明,疲劳试样的a-N曲线近似为直线. 堆焊合金基体组织主要为高硬度马氏体时,疲劳裂纹扩展速率大,疲劳寿命仅5万次;基体组织为较软的铁素体或奥氏体时,裂纹扩展速率小,疲劳寿命长达54万次.     

Microstructure and mechanical properties of laser welded dissimilar DP600/DP980 dual-phase steel joints

The use of dual phase (DP) steels in the automobile industry unavoidably involves welding and dynamic loading. The aim of this investigation was to evaluate the microstructural change and mechanical properties of laser welded dissimilar DP600/DP980 steel joints. The dissimilar joints showed a significant microstructural change from nearly full martensite in the fusion zone (FZ) to the unchanged ferrite-martensite dual-phase microstructure in the base metal. The welding resulted in a significant hardness increase in the FZ but the formation of a soft zone in the heat-affected zone (HAZ). The dissimilar welded joints were observed to exhibit a distinctive unsymmetrical hardness profile, yield-point-like phenomenon, and single-stage work hardening characteristic, with yield strength and work hardening rate lying in-between those of DP600 and DP980 base metals, and ultimate tensile strength equivalent to that of DP600 base metal. Although the welded joints showed a lower fatigue limit than the base metals, the fatigue life of the welded joints at higher stress amplitudes was almost the same as that of the DP600 base metal. The welded joints failed in the soft zone at the DP600 side under tensile loading and fatigue loading at the higher stress amplitudes. Fatigue crack initiation occurred from the specimen surface and crack propagation was characterized by typical fatigue striation together with secondary cracks.     

低合金高强钢激光电弧复合焊热模拟热影响区组织与冲击韧性

采用焊接热模拟技术制备了低合金高强钢激光电弧复合焊热影响区的均匀化组织试样,并结合示波冲击试验和组织精细化表征技术分析了热模拟试样组织与韧性之间的关系.?结果表明,热模拟粗晶区、细晶区组织为板条马氏体,临界区组织为马氏体和晶界碳化物,亚临界区组织为回火马氏体;峰值温度对热模拟试样裂纹形成功影响不大,对裂纹扩展功具有较大...     

锻压力对铝合金点焊接头疲劳行为的影响

采用试验和有限元分析相结合的方法，考察了锻压力对铝合金电阻点焊接头中残余应力和接头疲劳行为的影响。结果表明，采用锻压力显著降低了熔核边缘外部热影响区中的残余应力，疲劳裂纹不再从热影响区中萌生。而是全部从熔核边缘处开始；残余应力的降低使得疲劳裂纹扩展的驱动力减小，接头的疲劳强度提高。     

TC11钛合金电子束焊接接头超高周疲劳性能

采用天津大学自行研制的TJU-HJ-I型超声疲劳试验系统研究了TC11钛合金电子束焊焊接接头的超高周疲劳性能. 试验结果表明,TC11钛合金电子束焊接接头在107周次以上仍然会发生疲劳失效,S-N曲线呈现连续下降的趋势,没有明显的转折. 试件的断裂位置大多数为母材处,焊缝和热影响区的疲劳性能要比母材好,这与焊接接头的微观组织有关. 通过SEM对超声疲劳断口形貌进行观察发现,断裂试件的疲劳裂纹大部分在表面萌生,然而在应力范围较低时,疲劳裂纹的萌生位置有从表面转向次表面的趋势.     

结合S-N曲线和断裂力学的焊接结构疲劳寿命分析

针对焊接结构的疲劳裂纹演化过程,将焊接结构的疲劳寿命定义为裂纹萌生寿命N_i和裂纹扩展寿命N_p之和,提出一种结合S-N曲线和断裂力学理论的疲劳寿命分析方法.采用等效结构应力法和99%下限主S-N曲线计算焊接结构的裂纹萌生寿命,并将这一阶段结束时的裂纹看作为半椭圆表面裂纹.采用Paris裂纹扩展模型和半椭圆表面裂纹应力强度因子ΔK计算裂纹扩展寿命N_p.参照某起重机走行梁的疲劳试验结果进行对比和验证研究.结果表明,等效结构应力可以较好地表征复杂焊接结构的裂纹萌生特性,结合S-N曲线和断裂力学的疲劳寿命计算结果与试验结果具有较好的一致性.