疲劳裂纹起始的超载效应及新的寿命估算模型

本文根据对LY 12-CZ铝合金的疲劳裂纹起始超载效应的实验研究结果,提出了完善的疲劳裂纹起始寿命表达式和新的疲劳裂纹起始寿命估算方法。上述裂纹起始寿命表达式揭示了裂纹起始寿命与切口构件几何、循环加载条件、拉伸性能、裂纹起始门槛值以及超载应力幅之间的关系。考虑了裂纹起始的超载效应,提出的估算变幅载荷下切口构件裂纹起始寿命的新方法,不作任何工程修正,估算的裂纹起始寿命与实验结果符合很好。     

铝合金压铸模热疲劳失效分析与解决方法

分析了热疲劳裂纹对铝合金压铸模寿命及压铸件质量的影响,讨论了热疲劳裂纹的产生与模具材料内部组织及热处理工艺的关系,通过实验得出了减少热疲劳裂纹产生的最佳热处理方案.     

16Mn钢低温疲劳裂纹起始寿命的定量预测

本文研究了16Mn钢的低温疲劳裂纹起始,并力图提出可定量预测低碳低合金钢低温疲劳裂纹起始寿命的新方法。根据本文的研究结果,低温疲劳裂纹起始寿命可由拉伸性能进行估算,并且不需要任何低温疲劳试验和附加的经验修正。     

16Mn刚低温疲劳裂纹起始寿命的定量预测

本文研究了16Mn钢的低温疲劳裂纹起始，并力图提出可定量预测低碳低合金钢低温疲劳裂纹起始寿命的新方法，根据本文的研究结果，代温疲劳裂纹起始寿命可由拉伸性能进行估算，并且不需要任何低温疲劳试验和附加的经验修正。     

拉伸超载对40CrNi2Si2MoVA超高强度钢冲击疲劳性能的影响

本文研究了拉伸超栽对40CrNi2Si2MoVA超高强度钢冲击疲劳性能的影响。结果表明，在一定范围内，拉伸超载可延长冲击疲劳裂纹起始寿命，而对裂纹扩展寿命无明显影响；超载后在试样缺口根部造成的残余压应力是引起该钢超载效应的主要机制。最后，给出了超载后冲击疲劳裂纹起始寿命Ni与残余应变εR之间的关系表达式。     

16Mn钢对焊接头疲劳寿命的估算

本文总结了16Mn钢对焊接头疲劳试验结果并给出了新的寿命估算方法，实验结果表明，在中短寿命范围内，16Mn钢对焊接头的疲劳寿命可更好地表示为当量应力幅的幂函数，以考虑应力比的影响，对于不含裂纹式缺陷的焊接件，先分别估算其疲劳裂纹起始寿命和裂纹扩展寿命，然后求和得总寿命，在估算裂纹起始寿命时，采用了新的公式和方法并考虑了焊趾处材料的显微组织、表明状态以及焊趾处宏观几何和微观几何特征的影响。在估算列纹扩展寿命时，采用了新的列纹扩展速率表达式，并取应力比R＝0.6，以考虑残余应力的影响。用上述公式和方法，估算了16Mn钢对焊接头的疲劳寿命、第一次观察到裂纹α0时的寿命以及剩余寿命，均与实验结果符合得很好。     

GH80A镍合金电子束焊接接头旋转弯曲高周疲劳行为研究

随着镍合金电子束焊接在工业中的大量应用,尤其是在航空发动机和燃气轮机等关键长寿命服役设备中的使用,有必要对镍合金电子束焊接接头的高周疲劳属性和断裂机理进行系统的分析研究。本文利用旋转弯曲高周疲劳试验机进行疲劳试验,获得了母材和焊接接头的应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口,同时利用扫描电镜（Scanning Electron Microscope,SEM）对疲劳断口进行了微观特征分析,确定了母材和焊接接头在不同应力幅下的疲劳裂纹萌生区和扩展区,分析了裂纹萌生区位置与应力幅的相互关系。最后,利用有限元分析了焊接接头热影响区微裂纹位置与大小对材料疲劳性能的影响。从现有的试验和模拟结果可以得到：1)母材和电子束焊接接头应力-寿命(S-N)曲线分布趋势一致,但焊接接头疲劳强度要低于母材,在靠近107周次时,两者疲劳强度差距最小;2)在高应力幅（低周疲劳寿命阶段）母材和焊接接头的疲劳裂纹均起源于试件表面并且都是多点萌生断裂,焊接接头疲劳断口位置位于焊接熔合区或热影响区;3)在低应力幅（高周疲劳寿命阶段）疲劳裂纹在试件次表面萌生,焊接接头疲劳断口位于热影响区或焊接母材靠近热影响区处;4) 通过有限元模拟发现微裂纹的存在有利于裂纹的扩展。在拉应力作用下,横向微裂纹更优于纵向裂纹沿着应力方向进行裂纹扩展;随着微裂纹尺寸增大,微裂纹间更易于相互贯通,形成更长的裂纹,从而降低了材料的疲劳性能。综上可知,电子束焊接仅仅影响材料的疲劳强度。疲劳断裂机理和母材一致都为穿晶解理断裂,疲劳裂纹萌生区域位置也和母材一样都受应力幅的直接影响。     

用应变能法研究模具钢的热疲劳性能

本文提出的应变能法是采用能量损伤观点对 Manson-Coffin的应变幅——寿命法(M-C公式)的修正,用以予测热作模具钢5Cr2NiMoVSi、5CrNiMo的热疲劳的寿命。该法指出热疲劳寿命不但是非弹性应变幅△ε_(in)的函数,而且也是平均拉应力σ的函数,即材料的热疲劳寿命是强度和塑性的综合性能指标。使用应变能法予测热疲劳寿命时,实验结果与实际模具的使用寿命相吻合,而用 M-C公式予测则有时和实际情况相反。     

稀土对新型铬镍钨钼耐热铸钢热疲劳性能的影响

本文研究了稀土元素对新型耐热铸钢热疲劳性能的影响,结果表明,随着钢中稀土含量的增加,热疲劳裂纹萌生的循环周次增加,裂纹扩展速度减慢,稀土含量超过0.1%,以上效果尤为显著。时效态热疲劳裂纹萌生较铸态为快,而裂纹扩展速度较铸态慢。本文依据 Manson-coffin 公式、分析了产生上述现象的原因.作者研制的新型铬镍钨钼稀土耐热铸钢活动篦板具有良好的热疲劳性能,已在水泥厂取得很好的效率.     

桥式类型起重机箱形梁变幅疲劳试验研究

本文对桥式类型起重机箱形梁在变幅载荷作用下疲劳裂纹扩展规律及其寿命进行了实验研究，建立疲劳裂纹扩展规律及其寿命进行了实验研究，建立了疲劳裂纹扩展的Ｐａｒｉｓ公式。由得到的裂纹扩展公式估算了箱形梁的疲劳寿命和疲劳强度，并与试验结果作了比较。     

4Cr2NiMoV热锻模具钢的性能及应用

本文研究了４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢的性能及生产应用，证明该钢具有高强韧性、热稳定性及热疲劳特性．该钢与３０ＣｒＭｎＳｉ钢电渣重熔铸成双金属热锻模具代替５ＣｒＭｎＭｏ整体模块，省去了锻造镦拨及专门对燕尾回火两道工序，使模具寿命提高４７％～８０％     

Dynamic Model of Thermal Fatigue Crack Propagation In 3Cr2W8V Steel

In this paper, the thermal fatigue test data in 3Cr2W8V steel are analyzed numerically. Then, on this basis a formula of thermal fatigue crack propagation rate with respect to stress intensiyt factor range is presented. Finally a dynamic equation of the control parameters for thermal fatigue crack propagationis derived according to evaluating the thermal strain relaxation property of the steel.     

燃烧器喷嘴材料热疲劳性能和高温氧化性能研究

采用对比试验方法,通过热疲劳裂纹扩展速率和氧化增重试验,研究了燃煤锅炉燃烧器喷嘴常用的两种材料的热疲劳性能和高温氧化性能,结果表明,铬、锰、硅等元素含量高的新材料ZG40Cr26Ni4Mn3NRe的热疲劳性能和抗高温氧化性能均明显优于原燃烧器喷嘴材料ZG40Cr20Ni5.材料的抗热疲劳性能在很大程度上取决于材料的抗高温氧化性能,热疲劳裂纹在表面缺陷处最易出现,热循环过程中氧化膜的形成和破裂加剧了热疲劳裂纹的萌生和扩展.     

利用扫描电镜动态研究3Cr2W8V钢热疲劳裂纹的萌生

利用自制的Coffin型热疲劳载物台,对3Cr2W8V钢微型试样进行了扫描电镜中的动态热疲劳试验。拍摄了热疲劳裂纹的形核、成长、连接过程。对3Cr2W8V钢热疲劳裂纹的萌生机制进行了讨论。指出热疲劳裂纹优先于界面碳化物链处形核,并在滑移的促进下沿滑移线场最大切应力方向成长。     

四种热轧辊材料热疲劳性能的研究

本文研究高Cr铸铁、中Ni-Cr激冷铸铁、半钢(165CrNiMo)及锻钢(9Cr2)四种热轧辊材料的热裂纹萌生特点和扩展途径,并对四种材料热疲劳抗力进行了评价。     

3Cr2W8V钢塔形模具的硫氮碳共渗

通过金相、硬度、x射线结构分析、扫描电镜波谱、能谱分析、耐磨、耐热疲劳、抗氧化性以及脆性测定等试验方法,探讨SCr2W8V钢固体粉末硫氮碳共渗层的组织、结构及性能。将经硫氮碳共渗的钢制塔形热挤压模具进行了生产现场试验,结果表明3Cr2W8V钢经共渗后可有效地提高其耐磨性、耐热疲劳等性能,使模具的使用寿命提高2倍左右,强化效果十分明显。     

两种汽轮机转子钢蠕变-疲劳裂纹扩展特性对比

研究了1Cr10Mo1W1Ni VNb N钢和30Cr1Mo1V钢的裂纹萌生时间与初始应力强度因子及保载时间之间的关系,比较了两种钢的蠕变、疲劳特性,讨论了线性损伤累积模型的实用性,并分析了蠕变-疲劳裂纹扩展行为与时间和循环的相关性.试验结果表明:拟合关联式满足精度要求,能够进行裂纹萌生时间寿命预测;线性损伤累积模型仅适用于保载时间比较短的蠕变-疲劳裂纹扩展试验,其裂纹扩展受控于循环条件.长保载时间的蠕变-疲劳交互作用比较明显,裂纹扩展受控于时间条件.     

钢的高温性能和模具的失效分析

本文简要介绍了新型热作模具钢(HD)的高温性能,这种钢的高温强度和热疲劳热磨损抗力优于3Cr2W8V钢,对其原因进行了适当的分析。同时,对铜管热挤压底模进行了失效分析和硬度检验、表层组织分析以及热疲劳热磨损形貌观察,结果表明模具的变形和拉毛失效均与模具材料的高温强度、组织稳定性以及均匀性密切相关,从而说明了HD钢模具使用寿命高的机制。     

稀土对5CrMnMo钢的组织及抗热疲劳性能的影响

本文对我国长期沿用的5CrMnMo热作模具钢进行了稀土合金化,分析了不同稀土含量对5CrMnMo钢中的夹杂物,奥氏体晶粒度及力学性能的影响,并在此基础上着重研究了稀土对5CrMnMo钢抗热疲劳性能的影响。实验结果表明:稀土能显著提高5CrMnMo钢的热疲劳抗力,且当钢中稀土残留量为0.050％时,效果最佳,而超过此含量后,由于稀土夹杂物增多而使性能下降。     

对40Cr钢表层硬度残余应力及接触疲劳性能的研究

研究了表面淬火、离子氮化＋表面淬火的复合热处理以及复合热处理＋喷丸处理3种表面强化处理工艺对40Cr钢的表层硬度残余应力分布以及接触疲劳性能的影响,结果表明：经过复合热处理＋喷丸工艺处理的40Cr钢可获得最高的表层硬度和残余压应力,同时也表现出最为优异的接触疲劳性能。据此提出,高的表层硬度和残余应力能够有效地抑制接触疲劳裂纹在试样表面的萌生和扩展,因而可大大提高40Cr钢的接触疲劳寿命。