医用金属材料腐蚀疲劳性能研究进展

结合文献和课题组的研究,对医用金属材料腐蚀疲劳性能的研究进展进行了总结,分别从腐蚀疲劳的危害性、分类、设计、控制等几个方面进行了阐述。腐蚀疲劳失效首先发生于材料表面,医用材料-生理环境的界面对于植入器械手术成功与否有着至关重要的作用,可以根据裂纹扩展速度曲线特征,将腐蚀疲劳分为三类。医用金属材料的腐蚀疲劳性能研究应考量其服役环境进行设计,可以通过表面处理、合金化等方法改善医用金属材料的腐蚀疲劳性能。医用金属材料腐蚀疲劳性能研究的一些基础问题仍待解决：医用金属材料在微生物参与下的腐蚀疲劳行为及其相关机制亟待阐述;医用金属材料的微生物腐蚀疲劳研究是一个系统、长期、复杂的过程,需要合理地建立实验模型,将三维有限元与传统实验方法有机结合,进一步指导医用金属材料相关器械的设计;新的合金成分设计、新的加工制造方式所获得的新型合金生理环境下的腐蚀疲劳性能,其相关数据亟待完善,这关系到新型医用金属材料长期使用的生物安全性问题,亟需开展大量的基础研究工作。在综合评述医用金属材料腐蚀疲劳性能研究现状的基础上,对医用金属腐蚀疲劳在学科交叉研究和新材料基础研究方面的发展趋势进行了展望。     

提高金属材料疲劳性能的强化技术

金属构件的疲劳失效是一种常见的结构破坏形式,改善金属材料的疲劳性能对其使用性能的提高有重要意义.介绍和论述了冷变形、激光表面处理技术和离子注入三种工业上用于改善金属材料疲劳性能的强化方法.     

基于材料性能的冷喷涂临界速度预测窗口研究取得新进展

正冷喷涂过程中,喷涂粒子被高速气流加速到较高的速度(200~1 200m/s),在固态下碰撞基体,通过粒子强烈的塑形变形沉积在基体上形成涂层。由于喷涂材料和碰撞速度不同,粒子或者从基体上反弹或者沉积于基体上,使得粒子开始沉积到基体上的速度被称为临界速度,它是冷喷涂技术的一个     

钛合金组织特征参数与拉伸性能预测

研究了TA15钛合金β区热变形时,变形温度、变形量、变形速率、冷却方式等工艺参量对片状组织特征参数β晶粒尺寸D、α集束尺寸d、α片厚b的影响,以及片状组织特征参数与力学性能的关系.利用多元回归分析得到了强度、塑性与3个特征参数D、d、b的定量关系式,通过这种定量关系可以预测力学性能.     

金属材料的拉伸试验

有关金属材料拉伸试验的标准,1963年12月首次公布,1976年9月第1次修订,1987年2月第2次修订,现行国家标准是GB／T228-2002（金属材料室温拉伸试验方法》。该标准等效采用（EQV）国际标准ISO 6892：1998（金属材料室温拉伸试验方法》。     

金属材料疲劳裂纹扩展研究综述

温度、载荷频率和应力比是影响材料疲劳裂纹扩展行为的主要因素。发展相关理论和方法，正确认识影响机理，科学预测疲劳裂纹扩展行为一直是人们追求的目标。本文介绍了近几十年来在温度、载荷频率和应力比对材料疲劳裂纹扩展行为的影响机理方面的研究进展，其中对应力比的影响进行了详细的介绍，指出了常用理论的不足，对新的研究方法进行了论述。     

有机玻璃拉伸疲劳行为研究

有机玻璃是一种区别于金属材料的高分子材料,因其具有良好的透光性和力学性能,目前在飞机上已得到广泛应用。通过对以往描述金属材料拉伸疲劳的数学模型的研究,提出3种描述有机玻璃拉伸疲劳S-N曲线的模型,分别为幂函数、指数函数、三参数对数函数;通过对以往大量航空有机玻璃拉伸疲劳试验数据的对比研究,结果表明：3种模型均可描述有机玻璃的拉伸疲劳行为,其中三参数对数函数较其它2种模型更能准确描述有机玻璃拉伸的疲劳行为。     

高成形性能冷轧搪瓷用钢研究取得新进展

<正>随着国民经济的发展,搪瓷制品的应用越来越广泛。最近,东北大学RAL在高成形性冷轧搪瓷钢研究方面取得新的进展。在成分设计上以常规冷轧深冲钢成分为基础,适当增加S和Mn元素,添加微量B元素,不仅充分利用珠光体、渗碳体和MnS夹杂作为H陷阱,同时利用微量B对冷轧低碳钢冲压成形性能和抗鳞爆性     

孪生诱发塑性钢拉伸与疲劳性能及变形机制

随着汽车工业的高速发展,以开发先进高强钢为重点的车辆轻量化设计已经成为各大汽车厂商的发展共识。本文基于国内外孪生诱发塑性(TWIP)钢强韧性和抗疲劳设计的成果以及本课题组多年来在该领域的研究工作,系统地总结了TWIP钢的研究现状及最新进展,探讨了影响TWIP钢拉伸性能与变形机制的影响因素,包括合金成分、组织状态、应变速率等。重点介绍TWIP钢的高、低周疲劳性能和微观损伤行为,并提出一种客观评价和预测低周疲劳寿命的方法。从TWIP钢的服役环境和实际应用角度出发,试图为新一代高性能TWIP钢的开发提供新的思路和实验证据。     

金属材料旋转弯曲疲劳性能测量不确定度评定

根据国家标准GB/T 4337—2015和GB/T 24176—2009,对给定应力下的疲劳寿命、给定寿命下的疲劳强度和S-N曲线这3种典型的疲劳性能的测量不确定度提出了初步的评定方法。评定方法包含A类评定方法(统计方法)和B类评定方法。以试验数据为例,针对给定应力下的疲劳寿命、给定寿命下的疲劳强度和S-N曲线分别展示了评定方法的应用,同时给出了S-N预测曲线和预测值的扩展不确定度示意图。     

金属材料室温拉伸试验标准对比

拉伸试验是金属材料力学性能试验中最常见的试验方法.不同国家的拉伸试验标准对拉伸试验设备、试样尺寸、温度范围、试验速度、试验结果处理与修约的规定不尽相同,我们主要对RCCM、ASTM、LSO与GB相比较,列举了它们之间的差异.     

金属材料的腐蚀疲劳研究进展

由于腐蚀环境无处不在,金属材料极易被腐蚀;在腐蚀与疲劳的双重作用下,其寿命大幅降低.对腐蚀环境的分类、影响金属材料腐蚀疲劳的因素、金属材料腐蚀疲劳寿命预测模型与退化规律等方面进行综述,并展望金属材料腐蚀疲劳研究的未来发展趋势.该研究可为增强金属材料的耐腐蚀性提供参考.     

高强轴承钢GCr15的疲劳性能与寿命预测研究

高强钢部件常用的关键机械部件之一,建立其寿命预测模型具有十分重大的现实意义。本文利用超声波疲劳试验机对高强钢GCr15的疲劳性能进行研究,进而对其断口进行了显微观察,利用扫描电子显微镜测量了内部夹杂物和细小晶粒区等多个尺寸,最终建立了该高强钢的超高周寿命预测方法。     

在役焊接接头拉伸和疲劳性能的微观动力学研究

采用有限元模拟的方法,建立在役多道焊接头物理模型,获得系统的温度场信息,并以此作为沟通宏、微观模拟的桥梁,利用分子动力学的方法研究在役焊接接头分别在拉伸和疲劳载荷作用下的微观力学行为,从原子层面揭示在役焊接接头在长期服役过程中失效的微观机理。结果表明:循环加热后的体系势能分布不均匀,裂纹附近和C原子所在区域势能低,而其周围原子的势能相对较高。两种载荷加载的过程中均发生了BCC-FCC-HCP的结构转变,裂纹两端应力集中,产生位错。位错沿滑移面发射,裂纹迅速扩展形成贯穿性裂纹,导致结构失效。拉伸过程中伴随着层错现象的产生,而疲劳裂纹扩展的速度相对缓慢,未发现层错等现象。     

蠕墨铸铁RuT400与RuT450的拉伸与疲劳性能

蠕墨铸铁因良好的力学和物理综合性能而被广泛应用于内燃机缸盖、缸体等构件,其最主要的失效形式为疲劳失效。选取两种应用较广的RuT400和RuT450缸盖用材料,进行室温拉伸和高周疲劳试验,分析了两种材料拉伸性能和疲劳性能的差异,并研究了裂纹萌生与扩展规律。研究发现:相对于RuT400,RuT450的抗拉强度和疲劳强度均较高;RuT400和RuT450的拉伸和疲劳断裂方式相同,两者在拉伸和疲劳性能上的差异主要与微观组织有关。随着珠光体含量的提高,蠕墨铸铁的抗拉强度呈指数升高趋势,疲劳强度先降低后升高。研究可为工业生产选材提供依据,即可根据强度与珠光体含量之间的关系进行材料的选取和制备。     

金属材料拉伸断裂过程中的声发射特性研究

对含有I型裂纹的SM490A试样,使用声发射仪检测了拉伸断裂过程中的塑性变形和断裂过程。通过声发射特征参数分析了裂纹尖端和塑性变形区域的力学特征。结果表明:用CCD图像来研究裂纹断裂过程中不同阶段的声发射信号是可行的,在断裂过程中含裂纹的SM490A试样在高速断裂时R方向与T方向试件产生的声发射信号之间的差异比低速断裂时的小。     

含磷铝镇静钢研究取得新进展

冶金部钢铁研究总院与武汉钢铁公司合作,在含磷铝镇静钢的研究中,对磷在钢中的作用有新的突破。在对武钢等单位研制的WP22冷轧薄板的研究中,首次观察到Fe_3P,并测定了晶格常数。对晶界线扫描,作能谱分析,未发现晶界异常磷峰出现,