两种含氢钛合金的疲劳断裂特性

对含氢的两种新型钛合金Ti 4Al 2V和Ti 2Al 2 .5Zr拉 拉疲劳断裂特征进行了金相和断口观察。当材料承受大应力疲劳加载时 ,两种钛合金断口形貌除可见到疲劳弧线外 ,与静拉伸断口类似 ,氢含量不同对疲劳断口形貌的影响很小。充氢以后 ,疲劳载荷越低 ,裂纹源越多。不充氢的角裂纹通常以穿晶方式萌生 ,而充氢的角裂纹一般以准解理方式形核。Ti 4Al 2V在裂纹扩展区可见大量清晰的疲劳辉纹 ,而Ti 2Al 2 .5Zr的疲劳辉纹很少 ,且疲劳辉纹的间距比Ti 4Al 2V小得多。面裂纹一般在氢化物位置形核 ,然后穿晶扩展 ,具有沿晶和穿晶混合形貌。氢化物的含量越大 ,萌生面裂纹的几率越大     

纳米ZrO2与微米Al2O3复合陶瓷的断裂模式

研究了两种微米Al2O3与纳米ZrO2复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明,Al2O3晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO2颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO2含量较低有利于Al2O3晶界迁移包裹纳米ZrO2形成内晶结构;而ZrO2含量较高使主晶相长大受到抑止,不利于形成内晶结构,趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大,故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.     

异型钢轨矫直断裂原因分析

某异型钢轨在经60kg／m热轧钢轨加工至50kg／m过渡轨后出现矫直断裂。经对钢轨断口的宏、微观检验和分析,认为,断裂裂纹起源于轨腰次表层;钢轨发生矫直断裂的原因是在加工异型钢轨的过程中,加热温度偏高,导致轨腰表层部分区域出现沿晶氧化,锻压时因轨腰表层受拉应力作用,沿晶氧化处形成微裂纹,随后矫直时轨腰三点弯曲受力,微裂纹缺陷处产生应力集中致使裂纹扩展,导致钢轨断裂。     

核用SA508-4N钢粗晶区再热裂纹敏感性评价

采用等温恒速拉伸方法评价了核用SA508-4N钢焊接粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。使用激光共聚焦、扫描电镜和透射电镜观测和分析粗晶区和断口处的组织、裂纹以及断口形貌,结果表明：SA508-4N钢的母材为回火马氏体,较高含量的碳和铬影响碳化物的大小和分布状态,粗晶区马氏体的形成不利于抑制再热裂纹的产生。碳化物的析出使晶内和晶界的强度不同,当晶内强度大于晶界强度时形成沿晶脆性断裂;当晶内和晶界强度的差距较小时断裂形式包括穿晶和沿晶断裂。SA508-4N钢粗晶区对再热裂纹不敏感,成分A粗晶区的抗再热裂纹能力比成分B的高。在实际生产中,优选的工艺参数为：成分A、焊接t_8/5为25 s、焊后热处理温度580℃。     

节流阀阀套断裂失效分析

国外某气田单井的井口节流阀阀套在运行10d(天)左右后便发生了断裂失效。为了研究阀套的失效原因,对其宏观形貌、化学成分、显微组织、硬度和断口形貌等方面进行了分析。结果表明:阀套主要呈脆性断裂特征,表现形式为沿晶断裂,断裂与环向应力和轴向应力相关;裂纹从阀套外表面的点蚀坑底部萌生,沿壁厚方向扩展,阀套在受到较大的环向应力时发生应力腐蚀开裂。     

紫铜管焊接接头的断裂分析

对紫铜管焊接接头零件的断裂从成分、金相、断口等方面做了综合分析.金相分析表明,裂纹萌生于紫铜管的内外壁表面,沿晶界向壁中心扩展.金相和能谱分析证实,断口附近紫铜管基体晶界上含有大量的Cu2O第二相和一定的杂质元素铁,这些均使基体的晶界强度大大降低.断口分析表明,该铜管断口为沿晶韧性断裂特征.同时,来样铜管断裂位置均距焊接部位较近,计算表明,在高温(600～700℃)焊接过程中由于铜具有较高的导热率和热膨胀系数,因而在焊接过程中将在总接头长度范围内产生约0.5～1mm的热膨胀,从而在组织中会产生较大的热应力.综合分析认为,轧制铜管本身组织应力、焊接过程的热应力以及水压试验应力的共同作用导致晶界裂纹源的萌生、扩展和最终的沿晶韧性断裂.     

触变成形AZ91D镁合金在NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究

通过静载荷试验研究了触变成形AZ91D镁合金在NaCl溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,随着载荷和NaCl浓度的增大,试样的断裂时间逐渐缩短,而当增大溶液的pH值时,断裂时间却相对延长.通过扫描电镜对断口的分析表明,在酸性NaCl溶液中,合金呈现出明显的沿晶断裂方式,在紧靠裂纹的前缘处,会形成类似于韧窝的空穴,断口由许多曲曲折折的小平面组成;而在碱性NaCl溶液中,由于断裂所需的时间长,使得试样断口有较大的塑性变形,断口边缘有许多撕裂的片状痕迹.触变成形AZ91D镁合金应力腐蚀过程主要分为钝化膜的破裂、点蚀、裂纹的萌生、裂纹扩展和断裂4个阶段.     

TNM-Ti Al合金室温高周疲劳性能研究

采用升降法与成组法对TNM-TiAl合金试样进行了应力比R=-1的室温拉压疲劳和R=0.1的室温拉伸疲劳试验，得到TNM-TiAl合金的P-S-N曲线，并对断口进行了分析。结果表明:TNM-TiAl合金对应力十分敏感，R=-1和R=0.1时的曲线整体呈较为平直的斜线，R=-1时的疲劳极限为414.7 MPa,R=0.1时的疲劳极限为285.6 MPa。R=0.1的S-N曲线远低于R=-1的S-N曲线;R=-1时，应力幅与疲劳寿命的关系满足Basquin方程。疲劳试件宏观断口较为粗糙，静态拉伸宏观断口平整，两者差异较大。拉伸断口整体分为裂纹萌生区与扩展区，其中起裂源均位于试样表面或板状试件的边角棱线处，起裂源区域包括γ相的解理断裂面、片层团的沿层解理面以及β₀相平整的穿晶断裂平面等特征。疲劳断口整体分为裂纹萌生区、扩展区与瞬断区，其中裂纹萌生区分为表面沿层起裂和γ相起裂。TNM-TiAl合金的疲劳断裂为脆性断裂，主要体现在扩展区上大量的片层团穿层断裂、扭折撕裂、γ相解理断裂和β₀相穿晶断裂。同寿命量级下，R=-1的断口与R=0.1的断口断裂类型...     

关于铍青铜应力腐蚀的探讨

本文叙述了铍青铜应力腐蚀试验的影响因素及断口特征.热处理状态、张应力的大小、腐蚀介质以及温度和湿度都将影响应力腐蚀速度.铍青铜的断口形态是沿晶脆断,裂纹是多枝的。通过试验得知,采用涂漆和喷砂处理等措施,可大大提高抗应力腐蚀的能力。     

49MnVS3非调质易切削钢汽车曲轴的失效分析

49MnVS3非调质易切削钢汽车曲轴在进行发动机例行工况试验时发生断裂。对失效曲轴进行了化学成分、金相组织、力学性能和断口分析。发现该曲轴材料晶粒粗大，铁素体大都呈网状沿晶分布；材料的韧性差；宏观下，裂纹源区萌生于断口边缘部位，该处未发现刀痕及外伤；断口微观形貌为沿晶断裂和穿晶断裂，有较明显的脆性特征。结论：曲轴断裂是始、终锻温度偏高所致。     

温度对TC4-DT损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响

对TC4-DT损伤容限型钛合金在150℃,25℃下的疲劳裂纹扩展速率da/dN进行了测试,给出了扩展速率和应力强度因子幅值△K之间的关系曲线.用SEM对2种温度下断口形貌进行了观测,实验结果表明,150℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的疲劳裂纹扩展速率,25℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的门槛值;稳态扩展区解理断裂和条带循环机制共存,150℃的da/dN试样中的疲劳辉间距比25℃试样细;快速扩展区的断口形貌呈韧窝型静载断裂特征,150℃的da/dN试样中的韧窝比25℃试样深.     

硫化氢环境下马氏体不锈钢的开裂原因分析

炼化离心压缩机在服役过程中马氏体不锈钢叶轮表面出现断裂失效现象。通过对叶轮失效件的断口宏观和微观形貌分析、硬度检测,并结合生产服役环境对叶轮裂纹的产生原因进行分析。结果表明:叶轮断口裂纹以沿晶腐蚀为萌生源,扩展后转变为穿晶腐蚀,呈现应力腐蚀特征。断口腐蚀产物分析表明,腐蚀产物中含有硫元素;结合叶轮的服役环境得出叶轮的断裂失效主要原因是硫化物应力腐蚀开裂。     

触变成形AZ91D镁合金在NaCI溶液中的应力腐蚀行为研究

通过静载荷试验研究了触变成形AZ91D镁合金在NaCl溶液中的应力腐蚀行为。结果表明，随着载荷和NaCl浓度的增大，试样的断裂时间逐渐缩短，而当增大溶液的pH值时，断裂时间却相对延长。通过扫描电镜对断口的分析表明，在酸性NaCl溶液中，合金呈现出明显的沿晶断裂方式，在紧靠裂纹的前缘处，会形成类似于韧窝的空穴，断口由许多曲曲折折的小平面组成；而在碱性NaCl溶液中，由于断裂所需的时间长，使得试样断口有较大的塑性变形，断口边缘有许多撕裂的片状痕迹。触变成形AZ91D镁合金应力腐蚀过程主要分为钝化膜的破裂、点蚀、裂纹的萌生、裂纹扩展和断裂4个阶段。     

船用高强钢SH01焊条冷裂纹敏感性研究

采用插销试验和扩散氢试验研究了不同温湿度下的冷却速度、扩散氢含量对SH01焊条冷裂纹敏感性的影响,用扫描电镜观察了插销断口形貌。结果表明,SH01焊条的冷裂纹敏感性较低,其最小临界断裂应力Rcr为830MPa,大于焊条熔敷屈服强度Rp0.2;断口除起裂区具有沿晶和准解理的脆性特征外,其余为韧性的韧窝特征。     

高氮奥氏体钢低温脆断中的三种断裂刻面

用扫描电镜对18Cr-18Mn-0.7N高氮奥氏体钢低温脆断中裂纹的形成、扩展及断面进行了分析.结果表明,低温脆断中,首先沿退火孪晶界及晶界形成微裂纹,微裂纹穿晶连接使裂纹扩展,其结果导致断口上形成三种断裂刻面,即光滑平面状退火孪晶界断裂刻面、光滑曲面状沿晶断裂刻面及粗糙不平的穿晶断裂刻面.     

IC-6合金TLP连接接头组织对高温拉伸性能的影响

研究了采用镍基含硼中间层合金在１２２０℃保温不同时间连接ＩＣ－６合金时,接头９００℃拉伸性能的变化。结果表明接头拉伸强度并未随扩散时间延长而不断提高。从断口 分析可知,焊缝组织中的晶界强度和近缝区硼化物的形态、分布及数量决定了接头的拉伸强度和塑性。焊缝中的晶界强度高,裂纹沿晶界扩展至不利取向,转而沿近缝区硼化物扩展,断口上沿晶断裂所占区域少,对应接头强度较高,且具有一定的塑性。若晶界强度低,断口上主要表现为沿晶断裂,接头强度较低,且塑性差,在外应力作用下,硼化物发生脆性解理或由于与基体结合力低而脱开,其周围的包膜可以缓解硼化物上的应力集中使裂纹扩展需要的应变能增加。     

7003铝合金动车柜体的应力腐蚀开裂

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段,对某动车7003铝合金柜体的裂纹进行原因分析。裂纹为沿晶扩展,且有分枝,断口为冰糖状花样,晶面上有发纹、鸡爪纹,经分析裂纹为氢脆起主导作用的应力腐蚀裂纹。通过慢应变速率拉伸实验及恒位移应力腐蚀实验对7003铝合金的应力腐蚀倾向进行评价。慢拉伸实验表明,7003铝合金在3.5%NaCl溶液中的断裂为穿晶与沿晶的混合断裂,在穿晶断裂部分有大量的二次裂纹、解理台阶及河流花样,应力腐蚀敏感指数达0.2。恒位移实验结果显示:经28天腐蚀后,7003铝合金已发生裂纹扩展,长度达700μm,断口的应力腐蚀区存在"舌状凸起"和"凹槽"等形貌,有较明显的应力腐蚀敏感性。     

镍基单晶高温合金热机疲劳断裂特征

为了进一步提高镍基单晶高温合金的热机疲劳性能,通过微观结构解析研究了合金热机疲劳断裂特征.通过金相和扫描电子显微镜研究了热机疲劳断裂的断口特征和微观结构.研究表明:裂纹起源于形变孪晶与试样外表面的交截处,过程中的氧化有助于裂纹的长大;裂纹尖端的应力场诱发出大量形变孪晶,而形变孪晶的存在为裂纹进一步沿着孪晶界扩展提供了便利条件;镍基单晶高温合金的疲劳断裂主要是由于形变孪晶的形成以及裂纹沿孪晶界的扩展造成的.形变孪晶与高温合金疲劳断裂密切相关.     

不同温度下聚苯硫醚冲击试样的断口形貌

对聚苯硫醚(PPS)工程塑料的冲击断口形貌进行了宏观和微观观察,总结了PPS冲击断口的典型形貌特征,并研究了各典型形貌随试验温度的变化规律.宏观断口分析表明:当t<60℃时,断口由平坦区、放射区和最后断裂区组成;当t≥60℃时,断口非常平坦,除少量人字形放射条纹外几乎观察不到其他形貌特征.微观断口分析和定量测试表明:平坦区微观典型形貌为岩石层状,随温度的升高,岩石层的片层尺寸和粗糙度都越来越大.在-196℃≤t≤-60℃时,放射区的放射状条纹数量较多且细密,当-60℃相似文献   

不同加载速率下尼龙－6的断裂机制研究

研究了尼龙－６在不同加载速率下的断裂行为。断裂韧性出现了由加载速率引起的韧脆转化，断口形貌呈沿晶型，准沿晶型和延性的３种机制分别对应于脆性，低延性和高延性状态。提出了裂纹扩展的３种模式。采用断口形貌分析可以辅助研究高分子的形态结构