两种高强钢在高加载速率下的Ⅱ型动态断裂韧性

采用实验-数值相结合的方法对40Cr和30CrMnSiNi2A两种高强钢剪切试样在冲击载荷作用下的Ⅱ型动态断裂韧性进行了测试．实验在Hopkinson压杆系统上完成,试样的起裂时间采用应变片法测得．结合有限元三维动态模拟,得到了不同加载速率下试样动态应力强度因子的时间历程,并由实测的起裂时间确定两种钢的动态断裂韧性．结果表明,在现有加载率范围 (2×106-7×106MPa．m1／2／s)内,两种高强钢试样几乎全部由绝热剪切模式引发断裂,其动态断裂韧性均随加载速率的增加而呈现上升趋势,且在相同加载速率下后者的动态断裂韧性大于前者的动态断裂韧性．并对韧带尺寸对试样断裂韧性的影响进行了研究．     

加载速率对SA508-Ⅲ钢断裂韧性及断裂行为的影响

采用J积分方法研究了SA508-Ⅲ钢不同加载速率下的断裂韧性,探讨了不同加载速率钢的断裂行为。结果表明,SA508-Ⅲ钢的断裂韧性随加载速率的升高而增加。随加载速率升高,SA508-Ⅲ钢裂纹尖端区域达到临界应变率所需应力功增加,钢断裂前所吸收的能量增加,因此钢断裂韧性增加。同时,随加载速率升高,主裂纹沿碳化物与基体的界面启裂和扩展时间减少,位错密度增加,引起裂纹尖端应力应变集中,增加了钢的变形抗力,因此钢的断裂韧性增加。     

加载速度对TiAl基合金缺口弯曲断裂机制的影响

主要就加载速度对TiAl基合金2种组织缺口弯曲断裂机制的影响进行了详细研究.研究结果表明:在缺口弯曲试验中,裂纹沿着局限于缺口根部中心线上的高应力区起裂并扩展;全层组织断裂韧性随加载速度的变快而增加,而双态组织断裂韧性随加载速率的增大几乎没有变化,这主要是由于在不同加载速度下全层组织在加载速度快和慢时的断裂过程不同,双态组织则是相同的;全层组织试样具有较差的拉伸性能,但是具有较高的断裂韧性,这是由于2种试验时的断裂机制不同.在拉伸试验时大层团晶粒引起严重的损伤和低的强度;然而在3PB试验中大层团形成更大的分叉裂纹以及形成穿过主裂纹扩展的更大阻碍物.     

热处理对30CrMnSiNi2A钢组织与动态性能的影响

从30CrMnSiNi2A钢弹体取六块材料进行不同热处理,对热处理后的材料进行了金相分析,讨论了热处理对其组织的影响。从中选取三组材料,利用SHPB动态测试装置,对三组材料进行了高应变率动态冲击实验。结果表明,不同热处理后的钢屈服强度均随应变率增加而增高,同一应变率下,第一组试样屈服强度值最低,其余两组随回火温度降低屈服强度增高,通过对冲击后的断裂试样进行微观组织观察,得出860℃淬火600℃回火的材料综合性能最佳。     

位移速率对全层微观组织结构TiAl基合金断裂机理的影响

通过三点弯曲试验和扫描电镜(SEM)断口观察研究了位移速率对具有全层微观组织结构TiAl基合金断裂韧性及断裂机理的影响。结果表明:全层组织断裂韧性随位移速率的提高而增加,全层组织试样断裂机理呈扩展控制的特征,在较高的载荷速率加载时,试样的原始缺口起主导作用,主裂纹可沿正应力最大的方向,选取直接快速的穿层方式扩展;而在较低位移速率加载时,主裂纹扩展时有足够时间沿结合能较低的层面扩展。     

热处理工艺对高速车轮钢显微组织和断裂韧性的影响

对含碳量为0.54%的高速车轮钢热处理工艺进行实验研究,得到不同晶粒尺寸和珠光体片间距的显微组织,在室温下对具有不同显微组织的紧凑拉伸(CT)试样进行断裂韧性测试。结果表明,车轮钢的平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高而增加;珠光体片间距随冷却速率增加而减小。车轮钢室温下的断裂模式为解理断裂,断裂韧性主要取决于晶粒尺寸的大小,晶粒尺寸越小,断裂韧性越高。珠光体片间距对断裂韧性有一定影响,粗大的珠光体片间距会降低断裂韧性,并且当晶粒尺寸较小时,珠光体片间距的影响更明显。因此,实际工程中为提高车轮钢断裂韧性,合理的奥氏体化温度是关键,同时需适当增加车轮钢奥氏体化后的冷却速率。     

利用中心直裂纹半圆盘试样测定岩石在高温条件下的动态Ⅰ型断裂韧度（英文）

为研究加载速率和高温对岩石动态断裂韧性的影响,利用分离式霍普金斯压杆对4种温度状态下的中心直裂纹半圆盘试样进行动态断裂试验。采用试验和解析方法研究杆中温度梯度对应力波的影响,并利用高速摄像机观察试样的破坏特征。结果表明：杆上的温度梯度不会使应力波的波形发生明显的变形;即使在400℃条件下,试样也能达到应力平衡。在25～400℃的温度条件下,岩石动态断裂韧度随着加载率的增加线性增长,且高温对岩石断裂韧度具有强化作用。     

预热对30CrMnSiNi2A超高强钢焊接冷裂纹敏感性的影响

冷裂纹是30CrMnSiNi2A超高强钢焊接面临的主要问题之一.采用插销冷裂纹试验研究了预热温度对30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性的影响,并采用扫描电镜对插销试样进行了断口分析.结果表明,当预热温度在20～400℃范围内,焊接接头冷裂纹敏感性随预热温度的提高而显著降低;插试样的冷裂纹扩展区断口为沿晶与解理形貌2种,随着预热温度的升高,沿晶形貌所占比例逐渐减少,解理形貌比例增加.     

超声波冲击对30CrMnSiNi2A钢疲劳性能的影响

借助金相显微镜、X射线衍射仪对超声波冲击加工与传统抛光后试样表层组织性能进行对比分析,研究超声波冲击加工对30CrMnSiNi2A疲劳寿命的影响。结果表明,经超声冲击后,试样表层组织变得更加细密从而阻止裂纹在表面萌生,形成更高的残余压应力减缓了裂纹扩展速率,使得1200 MPa下30CrMnSiNi2A钢试样的疲劳寿命较传统抛光下的试样增加了23.5％。     

测定高强钢高速冲击动态断裂韧度K1d的新装置及方法

本文描述一种长杆高速冲击确定K1d的实验装置,提出在断裂时间tf＜τ（τ为试样固有振动周期）范围内确定动态断裂韧度K1d的原理与方法,给出包含冲击速度（v0）和冲击载荷（P（t））的K1d计算公式利用该实验装置和所给K1d计算方法在不同的冲击速度条件下,测得三种回火处理30MnCrNiMoB高强装甲钢的K1d,结果表明K1d随加载时间增加而增加     

DYNAMIC FRACTURE TOUGHNESS OF ULTRASTRENGTH STEELS FOR AIRCRAFT

The plots of load vs deflection(P-D)for two ultra-strength steels 30CrMnSiNi2A and 300M has been examined on a Charpy impact tester with digital memory and microcomputer. A criterion was found to availably represent the dynamic fracture toughness,K_(Ic)~D ,of the steels under impact loading.The K_(Ic)~D,.can be calculated with suggesting that the turning point of change in compliance on the P-D plot is the point of destabilized crack propagation.The K_(Ic)~D of steel 300M,quenched at 870℃ ,separately tempered at 300℃ and 450℃,was esti- mated to be 55—70 MN/m~(3/2)and 54—67 MN/m~(3/2)respectively.The K_(Ic)calculated with accuracy about 20% seems to be available to the engineering evaluation.     

航空用超高强度钢的动态断裂韧性SCIEI

用带有TRS-80微型机和快速A/D转换器搜集、处理信息的摆锤式冲击试验机测定30CrMnSiNi2A和300M两种超高强度钢的P-D曲线;假定在P-D曲线上柔度发生急剧变化的转折点即裂纹失稳扩展点,则由此可计算出冲击加载条件下的动态断裂韧性,计算获得K_(Ic)~D值的精确度在2%左右,可适用于工程计算。     

Fo—Mo—Si—B非晶合金薄带的动态断裂行为

研究了Fe-Mo-Si-B非晶薄带在单独拉伸加载下的动态断理解行为,发现了裂纹扩展过程中的裂纹分叉和应力波致裂现象,当裂纹尖端的应力强度因子达到监界值KIB＝45MPa.m^1/2时,发生裂纹分叉,对应的静态平面变断裂韧性为16MPa.m1/2,分析认为理解纹分叉是应力波致裂发生的必要条件。     

加载速率对结构钢力学性能和断裂韧度的影响

在常温下进行了常用建筑结构钢(16Mn和Q235B钢)动态拉伸和动态断裂韧度试验。试验结果表明，材料在动载下无论是屈服强度还是抗拉强度均有一定的提高，塑性有了一定的降低；由于缺口尖端区域温度的升高，常温下动载对于16Mn钢母材和焊缝的断裂韧度是有利的；Q235B钢常温下，焊缝的断裂韧度值较低，且动载对母材的断裂韧度影响较大，和静载相比动载下断裂韧度值降低了4倍有余，可以看出，Q235B钢的抗震性能较差。通过研究发现，对于低韧度水平的材料，研究动载下结构的断裂行为时．材料的强度也应该作为一个考虑因素。     

EFFECT OF RARE EARTH ADDITIONS ON FRACTURE PROPERTIES OF 2.25Cr-1Mo STEELS

The inclusion parameters,fracture surface morphology and void growth characteristics of ten-sile and fracture toughness specimens of 2.25Cr-1Mo steels with and without rare-earth(RE)additions have been investigated by quantitative metaltography(QTM),scanning elec-tron microscopy(SEM)and energy dispersive spectroscopy(EDS).There is a substantiallyhigher density of inclusions in the RE-treated steel,which has lower values of fracture proper-ties including critical values of COD and J integral(δ_c and J_(IC)),fracture strain(ε_f)and Charpy V-notch energy(CVN).The fracture surface of the RE-treated steel comprisesequiaxed dimples of diameters comparable with its inclusion spacing,whereas for thenon-RE-treated steels,a wide range of dimple sizes is found with average diameter muchsmaller than the corresponding inclusion spacing.The investigation indicates that the lowervalues of fracture properties for the steel with RE at room temperature may be ascribed to itslarge content of RE-containing inclusions.     

921A船板钢的动态断裂韧度K_(ID)研究

采用仪器化冲击试验,分别获得了不同低温状态下921A钢的动态断裂韧度。通过对不同状态下921A钢的动态断裂韧度KID的比较说明:该钢的动态断裂韧度随温度的变化呈现上、下两个平台,存在韧-脆转变特征,且发生低温脆性的温度为-84℃～-60℃,充分表明该钢具有较好的低温韧度。     

螺栓断裂原因分析

对一个断裂螺栓进行断裂原因分析,采用理化分析方法和手段,找到螺栓断裂的原因,提出了改进生产螺栓的措施。