Ti3Al基合金的应变疲劳性能

详细研究了ＴＤ２合金（Ｔｉ３Ａｌ基）６５０℃下低循环应变疲劳性能。依据实验数据利用回归分析计算出应变疲劳参数，得出该合金应变疲劳寿命预测公式，并分析了应力—应变行为。实验结果表明Ｔｉ３Ａｌ基合金应变疲劳性能优于ＧＨ３３高温合金，与ＤＺ４高温合金７６０℃水平相当。在循环过程中表现出循环硬化的特征。同时还讨论了ＴＤ２合金疲劳裂纹的起源与扩展。     

Cu-3Ag-0.5Zr合金的高温低周疲劳性能研究

研究了Cu-3%Ag-0.5%Zr合金在800K条件下的高温低周疲劳性能。对循环应力响应行为及循环应力-应变行为进行了分析,给出了Cu Ag Zr合金的疲劳参数,并根据试验数据拟合出了疲劳寿命曲线和方程。结果表明,Cu Ag Zr合金的位错密度较低,循环应力响应行为表现出循环软化特征,合金低周疲劳曲线方程为Δεt/2=0.003(2Nf)-0.1104+0.14(2Nf)-0.7792,合金具有较低的弹性应变幅和较低的过渡疲劳寿命,塑性对疲劳寿命起决定性作用。疲劳裂纹起源于试样表面,且存在有多个裂纹源,有大量微小孔洞存在,孔洞连接萌生裂纹,合金高温断裂方式为穿晶韧性断裂。     

铸造铝合金在多轴非比例载荷下的低周疲劳行为研究

主要研究了356铸造铝合金在多轴非比例载荷下的低周疲劳性能。结果表明，合金在循环变形过程中表现为循环硬化特征，循环硬化的程度表现出对非比例加载路径的依赖性；在相同等效应变幅值下，合金的非比例加载低周疲劳寿命小于比例加载，且非比例加载低周疲劳寿命也表现出对非比例加载路径的依赖性；在多轴疲劳寿命预测模型中考虑非比例加载路径对疲劳寿命的影响可以大大提高寿命模型预测的精确度。     

Low-Cycle Fatigue Behavior of a Nickel Base Single Crystal Superalloy at High Temperature

研究了2种高温条件下镍基单晶合金的低周疲劳行为。试验温度和总应变幅是影响合金低周疲劳寿命的2个主要因素,在相同温度下,低周疲劳寿命随应变幅的减小而增大;在同一应变幅下,870℃的疲劳寿命均小于760℃的疲劳寿命。二次细小y相有效阻碍了位错的滑移,提高了合金在760℃低周疲劳变形抗力,位错滑移带成为疲劳裂纹萌生及扩展的主要途径;870℃循环应力曲线前期出现短暂硬化和后期软化的现象,y’相逐渐粗化和高密度的位错缠结是循环软化的主要原因。局部应力集中与合金内微孔的交互作用是疲劳裂纹萌生的源头。     

钛合金低周疲劳性能研究

采用轴向应变控制的方法，在Ｉｎｓｔｒｏｎ－１３４３型万能疲劳试验机上测定了ＴＡ５钛合金的低周疲劳性能数据，研究了在循环载荷下该材料的应变与寿命的关系，初步预测了ＴＡ５钛合金的低周疲劳寿命。结果表明，塑性变形是造成ＴＡ５合金疲劳损伤的根本原因；通过试验求得的该材料的应变与寿命关系曲线其对数方程为一直线ε_ｔ＝０．０２８８Ｎ~（－０．１９９７）（其中相关系数ｒ＝０．９９１４．标准差Ｓ＝０．２１５３）；ＴＡ５钛合金具有循环软化的特性；其低周疲劳断口具有明显的挤压条纹特征。     

Ti－75合金腐蚀疲劳性能

用自制的液体自动循环装置，在室温下对Ｔｉ－７５合金进行了腐蚀疲劳性能的试验研究。结果表明，Ｔｉ－７５合金在大气、３．５Ｗｔ％ＮａＣｌ溶液条件下，在１×１０７周次下的疲劳极限为３９２ＭＰａ和４３１ＭＰａ。并在大气，３．５ｗｔ％ＮａＣｌ条件下，对Ｔｉ－７５和ＴＡ５的抗腐蚀疲劳性能进行对比研究，发现Ｔｉ－７５比ＴＡＳ分别提高了２９％和２６％。提高原因与合金显微组织等密切相关。     

锆—4合金的时间相关低周疲劳

研究了锆－４合金在不同应变速率下的低周疲劳和带应变保持时间相关低周疲劳行为。结果表明：在不同加载方式下，锆－４合金均表现为循环硬化，应变保持和应变速率降低均进一步提高环孢和应力。应变保持降低材料的疲劳寿命，特别是在高应变幅区域。随着应变速率降低、材料疲劳寿命降低。疲劳变形亚结构观察表明：锆－４合金时间相关疲劳过程中以｛１０１↑－０｝柱面滑移和晶界滑移方式变形。     

定向凝固合金DZ17G的高温低周疲劳性能研究

研究了定向凝固镍基高温合金ＤＡ１７Ｇ在８００℃下的低周疲劳性能,得到其循环应力－应弯曲线和应变－寿命曲线,并用最小二乘法回归至Ｍａｎｓｏｎ－ｏｆｆｉｎ方程的数学表达式;对疲劳断口进行了宏观及微观分析,发现裂纹主要在试样内部及近表面缺陷外萌生,裂纹一旦形成即穿晶扩展,且扩展方向垂直于加载轴。     

镍基铸造高温合金低周疲劳研究进展

镍基铸造高温合金具有优异的高温性能,广泛应用于航空发动机涡轮叶片等热端部件之中。航空发动机涡轮叶片是发动机中工作环境最为恶劣、结构最为复杂的零件之一,在发动机运行过程中所产生的高温交变应力的作用下,合金承受着严重的应力、应变循环损伤,裂纹往往在合金中的薄弱区域形成并扩展,使合金以低周疲劳的模式失效,严重影响了合金的服役寿命,因此对合金低周疲劳性能的研究尤为重要。本文详细阐述了影响镍基铸造高温合金低周疲劳性能的表面缺陷、内部组织及缺陷、晶体取向和低周疲劳试验条件等四方面因素,从位错运动方式和形态变化特点出发,研究了不同温度下镍基铸造合金的变形机制,最后总结了合金低周疲劳寿命预测的应力应变准则、能量准则、损伤累积准则及临界面和临界距离准则。     

加钛方式及钛含量对A356合金的低周疲劳性能的影响

研究了不同加钛方式和钛含量对A356合金低周疲劳性能的影响，结果表明A356合金的循环硬化行为对合金的加钛方式和钛含量敏感。钛含量为0．14％的合金总是比钛含量为0．10％的合金具有更高的循环硬化率。在低应变时两种加钛方式的循环硬化行为类似，在高应变时电解加钛合金表现为类似“饱和”的准稳定形变状态，而熔配加钛合金表现为持续的循环硬化行为。疲劳寿命仅对含钛量敏感，钛含量为0．10％时合金的低周疲劳寿命要优于钛含量为0．14％的合金。但是加钛方式对疲劳寿命的影响很小，如果钛含量相近，则两种加钛方式合金的低周疲劳寿命差别不大。     

缺口对TC21合金高周和低周疲劳的影响

研究了缺口对TC21合金在不同温度高周和低周疲劳强度的影响。疲劳试样为光滑和V型缺口（Kt=3）2种试样，疲劳载荷为应力控制，循环应力比为0．1，高周疲劳实验温度为315℃，低周疲劳实验温度为室温及400℃。结果表明，在循环应力较低，缺口根部未塑性变形时，缺口使疲劳强度明显降低。循环应力升高使缺口根部产生塑性变形时，缺口对疲劳强度影响降低，当循环应力升高使光滑试样失稳时，缺口试样的疲劳强度高于光滑试样的疲劳强度。断口的SEM分析表明，缺口试样的疲劳裂纹在缺口根部萌生，即使高周疲劳裂纹源也是多个。     

Fatigue behaviour of A356 aluminium alloy for automotive wheels

Abstract

The low cycle fatigue (LCF), high cycle fatigue (HCF), microstructure and tensile properties of a low pressure cast A356 aluminium alloy wheel were investigated with T6 heat treatment. The cast microstructure of the alloy significantly influenced the low and high cycle fatigue behaviours. The rim region of the cast aluminium alloy wheel showed higher low and high cycle fatigue strength compared with the spoke region; this difference is thought to be caused by the higher cooling rate of the rim region during casting. The microstructure of the spoke region of the alloy wheel consisted of a dendrite structure with primary α-phase and frequently dispersed large eutectic phases, which led to partial brittle fracture and lower fatigue life with less fatigue plastic strain.     

Effect of Hydrogen Content on Low-Cycle Fatigue Behavior of Zr-Sn-Nb Alloy

研究氢对NZ2新锆合金(Zr-1.0Sn-0.3Nb-0.3Fe-0.1Cr)低周疲劳行为的影响规律,采用4种不同氢含量(未渗氢,200,450,730μg/g)的板材试样进行室温和375℃下的低周疲劳试验.结果表明,在375℃下,循环变形时发现了动态应变时效现象,渗氢及氢含量的变化不会影响动态应变时效的发生;氢可以提高375℃下NZ2合金的低周疲劳寿命并且导致氢致循环软化.     

温度对N18(NZ2)合金循环变形行为的影响

研究了200、300、400℃温度下N18(NZ2)合金的循环变形行为,同时研究了室温和400℃低周疲劳行为.结果表明:N18(NZ2)合金低周疲劳寿命Nf随着塑性应变范围△εp的增加而降低,并遵循Coffin-Manson关系:Nβf△εp=C;N18(NZ2)合金在400℃高温下,其循环滞后回线出现锯齿状波形,即出现Portevin-LeChatelier效应.且在200、300、400 ℃下,合金表现出与常温下不同的循环特性,呈现出一致循环硬化的现象;在高温,N18(NZ2)合金疲劳断口局部出现韧窝型断裂,并出现细小的二次裂纹.大量二次裂纹的存在是400℃疲劳断口的主要特征.     

重力铸造镁合金AZ91高周疲劳性能研究

研究了重力铸造镁合金AZ91在应力比R=0.1条件下的高周疲劳性能。显微组织观察表明,AZ91合金中主要存在-αMg基体和-βMg17Al12两种相。力学性能测试表明,在室温条件下,AZ91合金的抗拉强度、伸长率、硬度和条件疲劳强度分别为128 MPa、2.3%、HB 63和58 MPa。疲劳断口SEM形貌分析表明,可以观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区三个区域,断口上有较多的撕裂棱,同时也可以看到韧窝的存在,表现为准解理和韧性断裂的混合特征。     

挤压态镁合金ZK60的超高周疲劳行为

利用超声疲劳实验研究了挤压态镁合金ZK60的超高周疲劳行为.结果表明,合金的疲劳S-N曲线在5×106-108cyc范围内存在一平台,而在108-109cyc范围内,疲劳强度逐渐降低,对应于109cyc的疲劳强度为(90±5)MPa.SEM断口观察表明,在5×106-108cyc范围内,疲劳裂纹基本上萌生于试样表面或亚表面,而在108-109cyc范围内,疲劳裂纹主要萌生于试样内部的非金属夹杂物.通过测定疲劳源区的尺寸,估算的合金疲劳强度与实验结果基本一致.疲劳源的形成是由微裂纹在多个夹杂物处起裂和合并所引起的.因此,合金的疲劳强度不是由最大夹杂物尺寸决定,而是取决于由多个夹杂物组成的"缺陷区"尺寸.通过测定多个部位的"缺陷区"尺寸,可以有效的估算合金的疲劳强度.     

LOW CYCLE FATIGUE AND DEFORMATION BEHAVIOR IN AN 8090 Al-Li ALLOY

1.IntroductionAl-Liall0ysrepresentanewclass0flightweight,highmodulusandhighstrengtheconomica1structuralmaterials.Theref0re,theseall0ysareespeciallyattractivet0aero-nauticalandaer0spaceindustries.Tensilepr0pertiesandfracturet0ughnessinAl-Liall0ysaswellaseffectofprecipitates0nthemhavebeenextensivelyinvestigated[1w7].Fatiguefracture0fmaterialsacc0untsf0rthemaj0rity0fin-servicefailureinengineeringc0mpo-nents,andl0wcyclefatiguebehaviorisimportantforlifetimepredicti0ninpracticalalloys-Severalresea…     

TC4钛合金薄板及焊缝低周疲劳的损伤规律

对TC4钛合金薄板母材及其激光焊缝进行了低周疲劳损伤规律的理论分析和试验研究。在对应力疲劳不同周次后试样的拉伸性能进行测定及分析表明,残余伸长率对该材料的疲劳损伤较为敏感,可以作为表征其低周疲劳损伤的有效物理参量。结果表明,对TC4钛合金薄板母材,以残余伸长率定义的损伤变量初始值D0为0.037,损伤变量D随着循环周次的增加缓慢增加,当循环周次达寿命的90%后才进入快速增加阶段。连续损伤力学理论分析结果可以很好的解释TC4薄板的低周疲劳损伤规律,理论模型与实验结果吻合很好。而激光焊接接头试样中由于存在组织不均匀性及焊接缺陷,使得焊缝的低周疲劳损伤规律偏离了理论模型,由于焊缝中有气孔等缺陷的存在使得焊缝试样循环到寿命的1%时,初始损伤变量值即达到0.4,而且由于焊缝中心晶粒粗大使得循环周次达寿命的50%时损伤变量即开始快速增加。     

显微组织对TB17钛合金高周疲劳性能的影响

对比研究了TB17钛合金3种典型组织形态(双态组织、网篮组织和片层组织)对其高周疲劳性能的影响,并分析了高周疲劳断口形貌。结果表明：双态组织特征的TB17钛合金具有最高的强塑性匹配水平,但其疲劳寿命与应力呈双线性关系,疲劳性能并不稳定;网篮组织的强塑性稍差,但具有最高的疲劳强度和疲劳比;片层组织的疲劳强度比网篮组织略低,但其疲劳比和拉伸塑性最差。高周疲劳加载应力处于低应力状态时,疲劳裂纹倾向于试样内部、单源萌生,而处于高应力状态时,疲劳裂纹倾向于试样表面、多源萌生。网篮组织存在更多的二次裂纹,且疲劳条带更为清晰密集,裂纹扩展路径更曲折,在扩展时消耗的能量更多。     

TA5钛合金板材低周疲劳断口分析

为提高对ＴＡ５钛合金板材低周疲劳断口形态及其形成原因的认识,为其结构疲劳安全设计及可靠性分析提供科学依据,使用ＴＭ－３５Ｃ扫描电镜和ＰＶ－９１００Ｘ射线能谱仪进行断口形貌观察和分析,依次观察了疲劳源区、扩展区、瞬断区形貌。