球形压痕法评价(Ti,Nb)N膜层断裂性能

采用球形压痕试验，在高速钢基体上对电弧离子镀工艺沉积制备的(TixNb)N膜层断裂性能进行评价。在600N载荷下，在压痕的周围只产生径向裂纹；统计分析压痕周围产生的裂纹，采用裂纹密度函数β，对膜层的断裂性能进行了分析。结果表明：(TixNb)N均质膜层在显微硬度提高的同时，裂纹密度β增加，膜层的脆性增大，断裂韧度下降。TixNb1-xN梯度膜具有较高膜层显微硬度，仍然具有较好的断裂韧度，预渗氮处理的膜层裂纹密度较小，膜层的断裂韧度最好。采用裂纹密度函数卢统计分析，通过对(TixNb)N膜层压痕试验，可以很好的定量和半定量地比较膜层的断裂性能。     

TMCP钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试

针对强度(屈服点应力)级别为420-460MPa的三种TMCP钢,探讨通常的焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试方法的可行性及存在问题。由于多层焊热影响区组织复杂,需进一步研究确认试验中得到的断裂韧度能否代表局部脆化区的韧度。试验结果发现,对多层焊热影响区试样,试验后必须进行刨面(Sectioning)分析,首先检查疲劳裂纹前沿是否位于所测试的目标区域;其次当有延性裂纹扩展时,检查延性裂纹扩展是否偏离目标区域。当满足这些条件时,所测试的断裂韧度才能代表目标区域的韧度值。同时也试验研究了焊缝强度匹配对热影响区断裂韧度的影响。     

Q235B焊接接头在预应变下断裂性能试验

以常用建筑结构钢Q235B为研究对象,进行了母材与焊缝在预应变下的冲击、拉伸和断裂韧度试验。结果表明,材料在预应变下无论是母材还是焊缝冲击韧度均有所降低,韧-脆转变温度有所提高,断裂危险性增加。预应变对焊缝冲击韧度的影响要较母材显著,而对母材断裂韧度的影响要较焊缝的显著。在重要结构用钢选材和安全分析时,预应变应作为一个考虑因素。     

AZ31B镁合金断裂韧度与断裂过程温度演化

为研究AZ31B镁合金抵抗裂纹扩展能力,对其开展平面应变断裂韧度试验,同时采用红外热像法记录了试样表面断裂过程的温度演化。结果表明,AZ31B镁合金的断裂韧度为15.33~16.07 MPa·m1/2,断裂过程中裂纹尖端附近的温度演化分为三个阶段:初始稳定阶段、温度升高阶段和最终稳定阶段。温度演化是热弹性效应、裂纹尖端塑性耗散和热传递的综合作用,温度升高的热量来自于裂纹扩展过程中尖端塑性区的能量耗散。材料的断裂韧度和温升有很大关系,断裂韧度越大,温升越高。     

韧-脆转变温度区间内焊接接头断裂韧度预测

首先对采用同种焊接材料施焊的X80及X65管线用钢焊接接头,在韧脆转变温度区间测试了其断裂韧度,试验研究了强度匹配、试样几何形式对接头断裂行为的影响。然后根据局部法由标准三点弯曲试样的断裂韧度值,得出反映材料的脆性断裂控制参量m、σu,再根据该参量对同种接头及不同强度匹配接头双边裂纹拉伸试样的断裂行为进行了定量预测,当考虑韧脆转变温度区间内的延性裂纹扩展后,预测结果与试验结果相当吻合。表明,局部法能很好地描述材料的断裂行为。     

超高强钢焊接接头表面裂纹断裂韧度测试

本研究分别测试了31Si2MnGrMoVE钢母材、焊缝和热影响区(HAZ)的表面裂纹断裂韧度,并将接头的断裂韧度与母材进行比较。结果表明,焊缝和热影响区的表面裂纹断裂韧度均高于母材,所采用的焊接材料和焊接工艺合理。从而,为固体火箭发动机壳体设计提供了依据。     

TC27钛合金疲劳断裂特性研究

钛合金是航空领域应用十分广泛的金属材料之一。通过进行断裂韧度测试试验和腐蚀环境下的裂纹扩展速率试验,研究了TC27钛合金疲劳断裂特性,将TC27钛合金的疲劳断裂特性与Ti55531钛合金进行了对比。结果表明:TC27与Ti55531的疲劳性能基本持平。     

试样尺寸对铁路车轮钢断裂韧度测试结果影响

使用不同尺寸的CT试样测试ER6铁路车轮钢的断裂韧度，并通过有限元方法分析试验过程中试样平面应变层厚度和裂纹尖端塑性区尺寸随CT试样尺寸的变化规律。研究发现，使用厚度为30～50 mm的CT试样测试ER6车轮钢的平面应变断裂韧度，均无法满足平面应变和小范围屈服条件；增加试样厚度可增大平面应变层区域，减小小范围屈服区，从而有效缓解P-V曲线弹性段的弯曲，使测试结果更接近ER6车轮钢的真实断裂韧度水平。     

岩石Ⅱ型断裂韧度的实验方法

针对纯剪断裂试件存在的问题,提出了采用压剪试件实现岩石Ⅱ型裂纹剪切断裂并测试岩石剪切断裂韧度的实验方法,并通过对压剪试件的应力分布和测试结果的分析讨论,提出了岩石Ⅱ型断裂韧度实验的最佳方案,并进而讨论了Ⅱ型裂纹的两种不同断裂型式和断裂判据。     

GB/T 21143—2014中直流电位法的讨论

电位法作为准静态断裂韧度测量标准GB/T 21143—2014中推荐的方法之一,在某些情况下可对常用的柔度法不便测量的试样进行辅助测量。为了验证电位法在断裂韧度测量中的实际效果,按照标准中规定的直流电位法对试样进行了断裂韧度的测试,并将测试结果与柔度法进行对比。结果发现：GB/T 21143—2014中的方法1,即间接测量法可以更准确简便地测量裂纹的长度,结果与柔度法相当;而方法2,即直接测量法,在实际试验中不容易控制裂纹测量的准确性,准确性与便捷性均不如方法1。     

强度匹配对核容器用钢A508-Ⅲ焊接接头断裂行为的影响

针对核容器用钢A5 0 8-Ⅲ接头 ,通过断裂力学试验和有限元数值模拟综合研究强度匹配对接头抗断裂行为的影响 ,尤其是对热影响区断裂行为的影响。结果表明 ,选用高匹配焊缝可降低焊缝裂纹试样的裂尖张开应力和应力三轴度 ,改善焊缝的抗断裂行为 ;而却使热影响区裂纹试样的裂尖张开应力和应力三轴度升高 ,对热影响区的抗断裂行为不利 ,定性地说明了低匹配A5 0 8-Ⅲ接头热影响区断裂韧度优于焊缝断裂韧度的试验结果     

GB/T 21143—2014中直流电位法的讨论

电位法作为准静态断裂韧度测量标准GB/T 21143—2014中推荐的方法之一，在某些情况下可对常用的柔度法不便测量的试样进行辅助测量。为了验证电位法在断裂韧度测量中的实际效果，按照标准中规定的直流电位法对试样进行了断裂韧度的测试，并将测试结果与柔度法进行对比。结果发现：GB/T 21143—2014中的方法1，即间接测量法可以更准确简便地测量裂纹的长度，结果与柔度法相当；而方法2，即直接测量法，在实际试验中不容易控制裂纹测量的准确性，准确性与便捷性均不如方法1。     

A7N01铝合金焊接接头的补焊性能分析

以高速列车用A7N01铝合金原始焊接接头和一次补焊接头为研究对象,通过残余应力测试、拉伸试验、硬度试验、金相分析以及断裂韧度测试等手段对补焊前后焊接接头力学性能进行了研究,基于断裂力学理论对补焊前后焊接接头进行了力学性能测试和显微组织分析,依据试验结果对补焊前后构件临界失稳断裂长度进行计算,由金相分析结果假定补焊前后初始裂纹长度,利用Paris公式对含有初始缺陷的补焊前后焊接接头进行疲劳剩余寿命计算,计算结果说明尽管补焊工艺一定程度造成了材料性能损失,在存在裂纹的情况下依然是一种有效的提高构件承载能力的方法.     

30A钢的断裂韧度研究

采用两种不同热处理制度获得不同组织状态的材料，采用裂纹尖端张开位移(COD)试验及Hopkinson压杆试验方法研究了温度及加载速率对30A钢断裂韧度的影响。结果表明，当30A钢显微组织为铁素体加珠光体时断裂韧度较好，其断裂韧度随加载速率的升高及温度的降低而降低。     

激光沉积修复TA15钛合金断裂韧度研究

采用激光沉积修复技术对预损伤TA15钛合金锻件进行修复,研究基材、激光沉积试样、体修复试样以及面修复试样的断裂韧度。采用光学显微镜和扫描电子显微镜分析试样的微观组织、断裂表面以及纵截面形貌。结果表明:基材呈现双态组织,修复区呈现网篮组织,热影响区表现为从双态组织到网篮组织的转变。激光沉积试样、体修复试样以及面修复试样的断裂韧度均低于基材,分别达到基材的73.7%、82.5%、84.6%。断裂韧度随屈强差的增大而增大,当屈强差增大程度相同时,修复试样断裂韧度的提高比基材更明显,且激光沉积试样增加程度最显著。裂纹在双态组织中沿等轴状初生α相和β转变组织之间扩展。体修复试样裂纹在热影响区中扩展,面修复试样裂纹同时在双态组织、网篮组织以及热影响区组织扩展。     

颗粒增强铝基复合材料断裂韧度研究

采用搅熔复合法制备颗粒增强铝基复合材料．对复合材料断裂韧度进行了测试。系统研究了影响该材料断裂韧度的各种影响因素：结果表明：在增强相加入量相同时．采用Sic颗粒复合材料的断裂韧度比Al2O3的影响显著，而增强颗粒质量分数越高．则复合材料的断裂韧度越低．增强颗粒尺寸越小，复合材料断裂韧度值越大。热处理状态对断裂韧度也有较大影响，人工时效比自然时效状态下的断裂韧度高。     

A5083铝合金焊缝断裂韧度研究

在焊道中添加铜丝,成功制造出含类裂纹缺陷的焊缝。采用尺寸敏感断裂抗力δ_m(8)表征断裂韧度大小。与标准焊缝进行对比分析,含类裂纹缺陷的焊缝断裂韧度均值较低,为0.061mm,小于标准焊缝断裂韧度均值0.127mm,焊缝内残余铜丝是影响其数值较小的主要原因。     

断裂力学及其在球墨铸铁中的应用(续)

三、弹塑性断裂力学的基本原理及测试技术在裂纹顶端存在小规模塑性区的情况下线弹性断裂力学是有效的,对于断裂前发生明显塑性变形的高延性材料,若用线弹性法测定其断裂韧度时,不得不用厚度很大的试样以限制塑性区发展,使其基本上符合线弹性理论的条件。如前所述,铁素体球墨铸铁试样的厚度至少应为50 mm,而对于断裂韧度很高的中、低强度钢则要用巨型试样和高吨位试验机,这在事实上是往往做不到的。     

焊接接头高应变率下的动态断裂韧度分析

对采用Hopkinson气炮加载－Charpy V形冲击试样试验方法对焊接接头高应变率下的动态断裂韧度数据进行了分析研究，通过对试样断口形貌、冲击吸收功、断裂韧度及其影响因素进行分析，表明在高应变率加载条件下，焊接接头冲击试样断口形貌有特殊的表现，延伸带或钝化区的尺寸大小反映了裂纹萌生前的塑性变形大小，也反映了裂纹萌生功的变化趋势。同时说明焊接接头在高速动态冲击载荷作用下，其断裂韧度参量受组配强度、冲击速度及环境温度等因素影响显著，焊接热影响区的断裂韧度值关系到焊接接头断裂韧度的好坏。     

含表面裂纹非匹配焊接接头的断裂行为

测试了两种超高强度钢低匹配接头母材、焊缝和热影响区的表面裂纹断裂韧性,比较了母材与热影响区的断裂韧度概率分布.同时采用有限元方法分析了匹配因子和裂纹位置对裂纹尖端张开应力和应力三轴度的影响.结果表明,当裂纹位于热影响区时,由于软焊缝使其应力三轴度降低,其断裂韧性明显好于母材;而当裂纹位于焊缝一侧时,匹配因子越高,距熔合线越远,则应力三轴度越低,断裂韧性越好;当裂纹位于焊缝中心时,两种匹配的断裂韧度相当.从而解释了试验结果.