TC4钛板扩散连接后的疲劳断裂特性

对不同参数下钛合金ＴＣ４扩散连接后的裂纹扩展门槛值ΔＫｔｈ、断裂韧度ＫⅠＣ、裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ和剩余寿命Ｎｆ等疲劳断裂特性进行了研究,与未经扩散连接的ＴＣ４原材料的相应性能作了对比,通过疲劳断裂试验及显微硬度测定和断口形貌分析等微观试验,提出了钛合金ＴＣ４扩散连接的优选工艺参数,结果表明采用ＳＰＦ／ＤＢ组合工艺制造ＴＣ４受力零构件是可行的。     

焊缝合金化对稀土铝锂合金焊缝组织及韧性的影响

通过焊缝合金化手段，探讨了合金元素锆和铈对不同含铈量的２０９０铝锂合金焊缝组织及断裂韧性的影响机制，并对焊后人工时效处理的影响进行了分析讨论。结果表明，采用所研制的新型焊丝焊接２０９０Ｃｅ铝锂合金，其焊缝组织明显细化．焊缝金属的裂纹扩展阻力显著增加．而焊后热处理将导致焊缝断裂韧性下降．     

疲劳裂纹扩展速率da／dN与材料性能常数间关系的研究

在疲劳裂纹扩展公式基础上，结合理论导出的裂纹的扩展门槛值ΔＫｔｈ的关系式得出一个描述疲劳裂纹扩展速度ｄａ／ｄＮ与材料能常数间的关系，该关系式可用于预测在材料的疲劳裂纹扩展速度。     

稀土Ce对2090铝锂合金晶界内耗的影响

运用低频内耗技术研究了稀土元素Ｃｅ在２０９０铝锂合金中的行为，结果表明，微量固溶的Ｃｅ可提高合金晶界激活能，从而改善金晶界强度；稀土元素Ｃｅ可减小合金热循环模量软化倾向，有利于合金高温性能的提高。     

温度对FeAl合金拉伸力学性能和断裂方式的影响

研究了从室温到１０００℃范围内，温度对二元及含Ｃｒ或Ｔｉ的Ｆｅ－３６．５ａｔ．％Ａｌ合金的拉伸力学性能和断口形貌的影响。结果表明，二元ＦｅＡｌ合金的拉伸力学性能及断口形貌发生显著变化的温度在５００－７００℃范围。     

Ⅰ＋Ⅱ型复合型弹塑性断口形貌的分形分析

应用二次电子扫描线法研究了不同Ⅰ＋Ⅱ型复合比下铝合金ＬＹ１２的断口形貌及分形维数，讨论了分形维教与复合比及复合断裂韧度ＪＭＣ的关系。结果表明，①随Ⅱ型分量的增加，裂纹启裂断口形貌逐渐由纯Ⅰ型的等轴韧窝形貌向纯Ⅱ型的物状窝形貌过渡。①复合经ＫⅠ／ＫⅡ与分形维数成反比。③ＬＹ１２合复合比下启裂韧度ＪＭＣ和分形维数满足线性关系。     

稀土铝锂合金钎焊性研究

从界面活性、钎合率和最佳钎缝间隙等方面对２０９０Ｃｅ铝锂合金的真空钎焊和炉中钎焊进行了比较性研究，为这种新型轻金属结构材料的钎焊应用提供了基础。     

1Cr11Ni2W2MoV钢疲劳裂纹闭合与试样类型的相关性

压力容器材料的疲劳裂纹扩展门槛值在预测服役寿命方面具有重要意义,而门槛值的准确测定常受到裂纹闭合的影响。为了验证采用角裂纹(CC)试样测定疲劳裂纹扩展门槛值时是否受裂纹闭合影响,采用1Cr11Ni2W2MoV钢加工了角裂纹试样和紧凑拉伸(C(T))试样,在室温下开展了疲劳裂纹扩展门槛值试验,并测定了门槛值对应的载荷-裂纹张开位移曲线。通过扫描电子显微镜对断口形貌中由裂纹闭合产生的磨损痕迹进行了观察。结合试验结果分析了两种试样类型的裂纹闭合程度及成因。通过CC试样测定的门槛值与C(T)试样相近或更小。在所测试4个CC试样中,仅有一个出现了足以影响裂纹扩展驱动力的裂纹闭合现象,而在所有测试的C(T)试样中均观察到了裂纹闭合。CC试样可用于疲劳裂纹扩展门槛值试验,并在当前试验条件下获得了接近理想门槛值的结果。     

3．5％NaCl溶液和取向对7050－T7451铝合金疲劳裂纹扩展特性影响的试验研究

据飞机结构损伤容限设计的要求、进行了模拟海水（３．５％ＮａＣｌ溶液）对高强铝合金７０５０－Ｔ７４５１疲劳裂纹扩展特性影响的试验研究。结果表明，３．５％溶液中的Ｃｌ￣－加速了７０５０－Ｔ７５４１铝合金的疲劳裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ。在３×１０￣（－４）ｍｍ／ｃｙｃｌｅ以下，横向ｄａ／ｄＮ略高于纵向ｄａ／ｄＮ：在３×１０（－４）ｍｍ／ｃｙｃｌｅ以上，横向ｄａ／ｄＮ明显高于纵向ｄａ／ｄＮ。考虑应力比影响的有效应力强度因子ΔＫ＿（ｅｆｆ）可以满意地表征不同环境中的ｄａ／ｄＮ。裂纹面上的腐蚀产物很薄，对疲劳裂纹闭合的影响可以忽略不计。１至１０Ｈｚ范围内的试验频率对３．５％ＮａＣｌ溶液中的ｄａ／ｄＮ几乎没有什么影响。     

复合绝缘子芯棒疲劳断裂特性分析

在自制疲劳试验机上模拟了复合绝缘子实际运行时的疲劳损伤过程,分别讨论了摆动幅度和扭转角度对绝缘子疲劳寿命的影响。并采用超景深三维显微系统测量了绝缘子断口表面形貌,利用分形几何学理论定量表征了断口表面形貌。研究表明,芯棒疲劳断裂是在循环应力的作用下,芯棒裂纹逐渐深化直至大量纤维断裂的过程。断口表面分形维数介于2～3之间,且线性回归相关系数都在0.99以上,强的相关性表明断口表面分形维数具有明显的分形特征;断口形貌的形成不仅受载荷产生的形变影响,也与载荷循环次数有关,断口表面分形维数与其受到的载荷呈正相关,与应力循环次数呈负相关关系。     

两种新型铝锂合金铆接结构细节疲劳额定强度研究

针对飞机蒙皮铆接搭接结构,通过疲劳试验研究得到了两种新型铝锂合金Al-Li-S-4和2198-T8试件的细节疲劳额定值(DFR),同时借助扫描电镜观察疲劳裂纹的萌生和扩展行为。研究结果表明:Al-Li-S-4铆接结构的DFR值为102.24 MPa,2198-T8的DFR值为83.09 MPa,前者的铆接疲劳性能优于后者;两者疲劳断口有较大差异,前者断口比较平坦而后者相对粗糙,前者疲劳条纹更加细密,疲劳条带间距更小。     

Al-Li 8090 和 Ti-6Al-4V 的 20 kHz 微动疲劳研究

用超声疲劳试验技术研究了Ａｌ－Ｌｉ８０９０铝锂合金和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ钛合金在２０ｋＨｚ时的微动损伤现象。试验结果表明，在极高频率下，也有微动损伤发生，并可引发疲劳裂纹的萌生和扩展，导致微动疲劳破坏。     

Al—Li8090力Ti—6Al—4V的20kHz微动疲劳研究

用超声疲劳试验技术研究了Ａｌ－Ｌ８０９０铝锂合金和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ钛合金在２０ｋＨｚ时的微动损伤现象,试验结果表明,在极高频率下,了有微动损伤发生,并可引发疲劳裂纹的萌生和扩展。导致微动疲劳破坏。     

4Cr2NiMoV和5CrMnMo钢热疲劳裂纹的萌生

从工程角度定义了热作模具钢的热疲劳裂纹萌生（ＴＦＣＮ）寿命,应用ＴＦＣＮ寿命的数学模型：Ｎ１＝Ｋ（ΔＴ－ΔＴ０）＾－２,对４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ和５ＣｒＭｎＭｏ热作模具钢热疲劳裂纹的萌生进行了分析。当热作模具的热循环温差（ΔＴ）低于热疲劳损伤的临界温差（ΔＴ０）时,热作模具的热疲劳裂纹起始寿命趋于无穷。研究表明,在最佳热处理条件下,４Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢的ΔＴ０为３５０℃,５ＣｒＭｎＭｏ钢的ΔＴ０为３２     

预先塑性变形对正火钢疲劳极值的影响

研究并分析了预先塑性变形对正火３５ 钢疲劳极值的影响规律及机理。结果表明：随着预应变量的增加,疲劳裂纹闭合行为变化不大;而钢的疲劳极值Δ Ｋｔｈ 及本质极值Δ Ｋｉｔｈ 则是先下降后增加的。     

基于分形理论的复杂应力状态下高温低周疲劳表面短裂纹行为研究

含有裂纹的固体从物理角度看实际上是一个非线性耗散系统,可以用分形理论加以描述.疲劳短裂纹的扩展路径可视为分形曲线,裂纹扩展路径的不规则性可用分形维数加以描述.裂纹扩展的分形维数中隐含着诸多的物理因素,如材料微观组织结构、加载条件等.以复杂应力状态下高温低周疲劳表面短裂纹为研究对象,对20钢进行高温低周疲劳试验,观测试样表面疲劳短裂纹的萌生扩展及合体的演化过程,对试验结果进行分形分析,得到裂纹分形维数随循环过程的演化特征:疲劳短裂纹的萌生扩展行为具有分形特征,分形维数随着疲劳进程的发展而稳定地成比例增加;分形维数不产生缺口依存性,可适用于各种不同应力比的复杂应力状态短裂纹的表征;分形维数可作为把握材料总体损伤状态的参数,为材料短裂纹阶段的寿命预测提供依据.     

锌铝合金和铝青铜摩擦磨损特性的研究

研究了锌铝合金ＺＡ－Ｓｉ和铝青铜ＺＣｕＡｌ１０Ｆｅ３在２０号机油润滑条件下的摩擦磨损特性。结果表明：在一定的条件下，ＺＡ－Ｓｉ合金的耐磨性能和磨合性能均明显优于ＺＣｕＡｌ１０Ｆｅ３合金；二种合金的磨损机制主要是犁削，辗压和粘着，ＺＡ－Ｓｉ合金的粘着磨损具有延缓性和失效性的双重特性。     

加载频率f和应力比R对腐蚀疲劳裂纹扩展速率影响的研究

在腐蚀疲劳试验基础上, 研究了０Ｃｒ１８Ｎｉ９ 钢在ＮａＣｌ溶液中的扩展行为, 分析了应力比Ｒ和加载频率ｆ 对腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响, 提出了环境加速因子Ｃ （Ｒ, ｆ）, 进而给出了一种反映腐蚀疲劳裂纹扩展速率ｄａ／ｄＮ～ （ΔＫ, ｆ, Ｒ） 的数学模型。该模型经试验验证, 满足工程要求     

航空发动机涡轮盘用GH4133B合金疲劳裂纹扩展行为研究

材料的疲劳寿命由裂纹形成寿命和扩展寿命两部分组成。针对航空发动机涡轮盘用GH4133B合金,进行室温下不同应力比的疲劳裂纹扩展试验,测试疲劳裂纹扩展门槛值。Paris公式回归分析结果表明,裂纹扩展速率随应力强度因子和应力比的增大而增大,含门槛值的修正Paris公式能精确描述疲劳裂纹扩展行为。利用光学显微镜在线观测裂纹扩展路径,并利用扫描电镜考察试样断口微观形貌。结果发现,随应力强度因子增大,裂纹扩展路径由平直变得曲折。在疲劳裂纹萌生区、稳定扩展区和快速扩展区,断裂表面依次呈现为解理断裂、疲劳条带和沿晶韧窝混合断裂模式。基于断口反推理论反推载荷和裂纹扩展方程,结果表明,利用反推方程预测疲劳裂纹的扩展,可有效防范疲劳断裂的发生。     

韧性硬化材料裂纹扩展分形研究

基于分形理论，推出了韧性金属硬化材料裂纹扩展的分形运动学公式，得出了动、静态断裂能量释放率与分形裂纹扩展速度、ＨＲＲ场角分布函数、微结构特征量？？ｃ，以及分形维数Ｄｆ的关系，从而得出了材料断口裂纹分形扩展速度的计算表达式，经分析表明，宏观测量的裂纹扩展速度ｖ０小于分形裂纹扩展速度ｖ，理论分析结果与试验结果趋于一致。