加载速率对Al-Li合金断裂韧性的影响

铝锂合金具有低密度、高弹性模量等优点 ,但其韧性较差 ,研究了加载速率对 Al- L i- Cu- Mg- Zr合金断裂韧性的影响。通过准静态与动态三点弯曲实验分别测定了材料的断裂韧性 ,实验发现动态下的断裂韧性较之准静态有了提高 ,断口观察表明动态断口出现了大量长而深的分层 ,透射、扫描电镜进一步分析认为分层开裂形式是导致断裂韧性提高的主要原因。     

某船用钢动态断裂行为的温度效应

在高加载速率条件下,利用Hopkinson杆型动态断裂韧度测试装置测定了某船用钢在不同温度下的动态断裂韧度,首次获得了该钢动态断裂韧度随温度的变化规律,即随着温度降低,动态断裂韧度呈现明显的上下平台及韧脆转变特征.断口形貌则由上平台的微孔型延性断口、韧脆转变区的混合断口过渡到下平台的解理断口.同时,测定的动态断裂韧度值也为该钢在高加载速率条件下的韧脆转变行为及安全性评定提供了定量依据.     

TA5钛合金的动态断裂研究

研究了ＴＡ５钛合金在温度－１９６～１００℃和加载速率Ｋ１０～１０ＭＰａ·ｍ￣（２／２）／ｓ大范围变化的动态断裂韧性以及动态加载的惯性效应。该材料对温度和加载速率的敏感性较小。在高速加载下，由于惯性力的作用，试样的变形是一个强迫性的二级振动，且在受压应力一侧的第一个应力脉冲是正值，并随速率的增加而增加     

加载速率对30A钢断裂韧性的影响

采用裂纹尖端张开位移 (COD)实验及Hopkinson压杆实验技术研究了 30A钢在不同加载速率下的断裂韧性特征 ;采用扫描电镜研究了 30A钢在静态和动态下的微观断裂特征 ,得出加载速率对 30A钢断裂行为的影响规律 ,并用位错贫化带理论解释了不同加载速率下材料微观断裂机制的变化。     

Sb对Mg-6Al合金腐蚀行为的影响

采用腐蚀试验和组织分析,结合腐蚀速率计算和腐蚀形貌观察,研究Sb对Mg-6Al合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,加入质量分数为0.5%的Sb后,Mg-6Al合金的显微组织得到细化,腐蚀速率降低,腐蚀形貌改善,耐腐蚀性能得到显著提高。     

钨合金性能对爆炸加载下断裂模式的影响

研究钨合金动态抗拉和抗剪强度对爆炸加载下破片宏观断裂模式的影响。结果表明：运用断裂力学应力状态理论,分析应力状态与材料性能综合作用对钨合金爆炸加载形成的破片宏观断裂模式影响,分析结果与实验结果相符;用动态拉剪强度比以表征钨合金材料的脆性,在实验条件下,随着材料”值的减小,材料的脆性增加,破片正断比例线性递增。     

Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金高温压缩断裂行为研究

采用Gleeble-1500D热模拟机对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金两种形状试样在温度为400~450℃、应变速率为1s-1、变形量为28%~77%条件下的热变形行为进行研究。研究结果表明:试样形状导致试验合金应力状态不同,对热压缩断裂行为产生明显影响;法兰试样产生纵裂,圆锥试样产生与轴线呈45°角方向斜裂;锥形试样真应力-应变曲线中出现稳态流变阶段,应变增大,曲线再次上升;法兰试样流变应力呈线性上升趋势;法兰试样内整体晶粒变形均匀性较差,圆锥试样变形均匀,存在明显的变形流线。     

8090AlLi合金动态断裂韧度的研究

用Hopkinson杆应力波加载装置研究了加载速率对8090AlLi合金断裂韧度的影响。结果表明,合金的断裂韧度随应力强度因子率的增加而增加。扫描电镜分析发现,准静态下的断裂为沿晶和准解理混合断口;随着应力强度因子的增加,断裂从准解理断裂过渡到准解理和显微空穴聚集的韧窝断裂的混合断口。高应力强度因子率下断裂韧度的提高与其变形机制和晶界无沉淀区(PFZ)的变化有关。     

Mg-14Zn-5Al合金原始组织对其部分重熔行为的影响

用圆锥铜模制备不同冷却速率下Mg-14Zn-5Al合金的铸态试样,研究冷却速率对合金的铸态组织以及不同原始铸态组织对其部分重熔行为的影响。结果表明:随着冷却速率的减慢,Mg-10Zn-5Al合金的铸态组织经历了细小的枝晶→粗大枝晶→等轴晶的过程;由枝晶向等轴晶转变的原始组织经部分重熔后,其平均晶粒尺寸呈先增大后减小再增大的变化趋势,其圆整度呈先减小后增大的变化趋势,固相率变化不大;当原始组织以细小的等轴晶为主时,其重熔后的组织较好,此时Mg-14Zn-5Al合金的平均晶粒尺寸为44.5~48.6μm,圆整度为1.32~1.43,固相率在60%左右。     

Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金微观组织及力学特性的研究

利用光学显微镜、XRD衍射分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机等仪器设备研究了Mg-4Y-2.5Nd-0.6Zr合金铸态、固溶态和峰时效态的微观组织、室温和高温力学特性及断裂行为。结果表明：合金的铸态组织主要由α-Mg、Mg41Nd5和Mg24Y5组成;经固溶处理,共晶组织完全溶入基体,仅残余方块相Mg24Y5;再经时效处理,晶内弥散析出大量β″和β′相,有效强化了合金,对应的室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为292、215 MPa和4%;随着拉伸温度的提高,峰时效态合金的强度逐渐降低、伸长率逐渐增加,室温断裂类型为解理断裂,而250℃的断裂方式表现为准解理断裂。     

马氏体不锈钢焊接接头动态断裂韧性的研究

进行了G242焊条的修复焊接接头与母材动态断裂韧性及疲劳寿命的试验,通过分析无任何附加工艺条件的焊缝状态（简称焊态）;焊后对焊缝表面锤击;焊接时对每道焊缝进行锤击;焊后氩弧重熔焊趾;焊接时对每道焊缝进行锤击,且焊后分别进行600℃、650℃、700℃的热处理等工艺条件下焊接接头的性能变化规律,通过扫描电镜、光学金相探明不同工艺条件下焊接接头微观断裂机制及组织性能变化,通过接头硬度测试,测定不同工艺条件下接头硬度分布,以间接反映其组织及强度变化趋势。最终确定了采用马氏体不锈钢焊条施焊时合理的焊接工艺措施及焊后热处理制度。     

AZ31镁合金动态力学行为实验研究

为研究镁合金的动态力学行为,对AZ31镁合金进行霍普金森压杆（Hopkinson）冲击实验,探讨冲击载荷下AZ31镁合金力学响应及相关规律,结果表明：AZ31镁合金在冲击载荷下有明显的屈服和应变强化现象,合金的最大应力值随着冲击速度不断增加,而动态屈服强度对应变率变化不敏感。此外随应变率的增加,该合金变形能力有一极值。     

Mg-4.3Li-1.08Y-5.83Zn合金的微观组织与塑性不稳定性研究

采用常压铸造及热挤压方法制备Mg-4.3Li-1.08Y-5.83Zn变形合金,通过光学显微镜、扫面电子显微镜、能谱 和X射线衍射分析以及拉伸实验,研究合金的微观组织和变形行为及其力学性能变化。研究结果表明：Mg-4.3Li-1.08Y-5.83Zn合金的微观组织中形成了I-Mg₃YZn₆准晶相和W-Mg₃Y₂Zn₃及Mg_0.97Zn_0.03第2相,从而使合金的屈服强度和抗拉强度大幅度提高;在1×10^-5~1×10^-2 s^-1应变率范围内,该合金产生了明显的塑性不稳定行为,随着应变率提高,动态应变时效机制主导的塑性不稳定性是使合金的屈服强度和抗拉强度表现为负的应变率敏感性的根本原因。     

改性双基推进剂的动态断裂实验研究

为研究改性双基推进剂的动态断裂特性,利用直裂缝平台巴西圆盘试件,运用分离式霍普金森压杆系统对推进剂材料进行冲击实验研究。基于一维应力波理论,通过压杆上应变片测定的信号确定试件所受冲击载荷随时间的变化。采用在试件上贴应变片的方法,用记录的最大信号值确定材料的起裂时刻。在验证实验数据有效性的前提下,获得了此种推进剂材料在不同速率下的起裂韧度。结果表明:动态条件下采用应变片测定推进剂材料起裂时刻的方法是可行和有效的;改性双基推进剂材料起裂韧性具有明显的加载率敏感性,起裂韧性随加载率呈线性增长关系。     

Dynamic Fracture Behaviors of Selected Aluminum Alloys Under Three-point Bending

The dynamic fracture behaviors of the extraded 2024-T4 mad 7075-T6 aluminum alloys are investigated by using an instranaent ed di＇op tower machine. The specimens are made fi＇om a 25 irma diameter extraded circular rod. The dynamic three-point bending tests of each alloy are canied out at different impact velocities. The initiation fracture toughness mad average propagation fracture toughness of 2024-T4 mad 7075-T6 are determhaed at different loading rates. The results show that both the initiation toughness mad the propagation toughness increase with the loading rate. Fmther, the difference between the fracture toughness behaviors of 2024-T4 mad 7075-T6 is found to be dependent on the variation of fl-acVcu-e mechanism. The comprehensive fract ograpinc investigations of the fracture surfaces clearly demonstrate that the fracture mode of 2024- T4 is predominmatly transgramular fracture with high density small-sized dimples, mad the fracture mode of 7075-T6 is mainly intergramaular fracture with many intemaetalllc particles in the bottom of voids located in the fracture surface.     

冲击载荷下延性材料的动态本构关系与动态断裂

基于Y/G及G/B为常数的假设,构建了7种高压与高应变率本构模型,采用所构建的7种本构模型对于高导无氧铜(OFHC)的平面冲击波试验进行了数值模拟。结果表明,平面冲击波载荷下OFHC的屈服强度对于压力、密度、温度以及塑性应变的依赖性是本构描述的关键。由Hopkinson试验取得的OFHC高应变率本构模型,并不适合描述平面冲击波载荷下的本构特性。采用层裂过程中的应力松弛方程,建立了一种基于空穴聚集的延性层裂模型,依赖于应力的层裂空隙度方程被耦合计及损伤的总体控制方程。数值模拟了多种材料的平面冲击致层裂试验。采用Hopkinson拉伸装置和一种基于一级气体炮的高速冲击拉伸断裂装置,研究了OFHC铜杆在一系列冲击拉伸速度下的断裂。一种受单轴冲击拉伸荷载的中心含椭球空穴的样本体积单元用于数值模拟空穴的增长与失稳,以空穴形状演化为判据,比较了空穴失稳时的单元平均径向应变与无凹槽杆的冲击断裂应变。     

载荷加载速率对碳纤维镁合金层合板层间断裂韧性的影响

分别采用镁合金和碳纤维代替工程中常用的玻璃纤维增强铝合金层合板中的铝合金和玻璃纤维,通过将单向碳纤维/环氧树脂预浸料交替层压,得到复合材料板,并用环氧树脂将复合材料板与镁合金薄板加压黏结在一起,得到碳纤维增强镁合金层合板。采用单悬臂梁测量载荷速率对碳纤维增强镁合金层合板层间断裂韧性的影响。结果表明:层间裂纹在低载荷速率时以稳定的方式扩展,而在高速率时裂纹的扩展变得不再稳定;在低速率(1~1 000 mm/min)载荷下,载荷速率对层间断裂韧性有轻微的影响;层合板在高速率载荷下的层间断裂韧性大于低速率下的层间断裂韧性。